Гідрометеорологічна інформація, наш клімат і його майбутнє. Багаторічний хід температури повітря Середня відносна вологість повітря в%

ФЕДЕРАЛЬНА СЛУЖБА У ГІДРОМЕТЕОРОЛОГІЇ І МОНІТОРИНГУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

(Росгідромет)

ДОПОВІДЬ

ПРО ОСОБЛИВОСТІ КЛІМАТУ НА ТЕРИТОРІЇ

РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ЗА 2006 РІК.

Москва, 2007 р

Кліматичні особливості 2006 року на території Російської Федерації

ВСТУП

Доповідь про особливості клімату на території Російської Федерації є офіційним виданням Федеральної служби по гідрометеорології та моніторингу довкілля.

У доповіді наводиться інформація про стан клімату Російської Федерації і її регіонів за 2006 рік в цілому і по сезонах, аномалій кліматичних характеристик, інформація про екстремальні погодні та кліматичні явища.

Оцінки особливостей клімату і інша інформація, наведена в Доповіді, отримані на основі даних державної спостережної мережі Росгідромету.

Для порівняння і оцінок кліматичних змін наводяться в ремінні ряди просторово усереднених середніх річних і сезонних аномалій температури повітря і опадів заперіод з 1951 по 2006 рр. як по Росії в цілому, так і по її фізико-географічних регіонах, а також по суб'єктах Російської Федерації.

Рис.1. Фізико-географічні регіони, які використовуються в Доповіді:
1 - Європейська частина Росії (включаючи північні острови Європейської частини Росії),
2 - Західна Сибір,
3 - Середня Сибір,
4 - Прибайкалля і Забайкалля,
5 - Східна Сибір (включаючи Чукотку та Камчатку),
6 - Приамур'ї і Примор'я (включаючи Сахалін).

Доповідь підготовлена \u200b\u200bДержавною установою «Інститут глобального клімату та екології ( Росгідромету і РАН)», Державною установою« Всеросійський науково-дослідний інститут гідрометеорологічної інформації - Світовий центр даних », Державною установою« Гідрометеорологічний науково-дослідний центр Російської Федерації »за участю і при координації Управління наукових програм, міжнародного співробітництва та інформаційних ресурсів Росгідромету.

доповіді за попередні роки можна знайти на Інтернет-сайті Росгідромету: .

Додаткова інформація про стан клімату Російської Федерації і бюлетені моніторингу клімату розміщуються на Інтернет-сайтахІГКЕ: і ВНИИГМИ-МЦД: .

1.Температура ПОВІТРЯ

Середня річна температура повітря, осредненная по території Росії, в 2006 році була близька до норми (аномалія склала 0.38 ° С), але на тлі теплих років останнього 10-річчя рік був відносно холодним, займаючи 21-е місце за період спостереженьc 1951 р Найтеплішим в цьому ряду був 1995 рік. За ним слідують 2005 і 2002.

Багаторічні зміни температури повітря . Загальне уявлення про характер змін температури на території РФ у другій половині ХХ і початку ХXI століття дають в ремінні ряди просторово усереднених середніх річних і сезонних аномалій температури на рис. 1.1 - 1.2 (по всій території РФ) і на рис. 1.3 (за фізико-географічних регіонах Росії). Всі ряди наведені дляперіоду з 1951 по 2006 рр.

Мал. 1.1. Аномалії середньорічний (січень-грудень) температури приземного повітря (о С), усереднені по території РФ, 1951 - 2006 рр. Крива лінія відповідає 5-річному змінним осреднении. Прямою лінією показаний лінійний тренд за 1976-2006 рр. Аномалії розраховані як відхилення від середнього за 1961-1990 рр.

З малюнків видно, що після 1970-х рр. в цілому по території Росії і в усіх регіонах потепління триває, хоча інтенсивність його в останні роки сповільнилася (на всіх тимчасових рядах прямою лінією показаний лінійний тренд, розрахований методом найменших квадратів за даними станційних спостережень за 1976-2006 рр.). У Доповіді тренд температури оцінений в градусах за десятиліття (о С / 10 років).

Найбільш детальну картину сучасних тенденцій в зміні приземної температури дають географічні розподілу коефіцієнтів лінійного тренду на території Росіїза 1976-2006 рр., наведені на рис. 1.4 в цілому для року і для всіх сезонів. Можна бачити, що в середньому за рік потепління відбувалося практично на всій території, і до того ж дуже незначне за інтенсивністю. Взимку в Східній, а восени в Західному Сибіру виявлено похолоданіе.Наіболее інтенсивним потепління було на Європейській частині взимку, в Західній і Середньої Сибіру - навесні, в Східному Сибіру - навесні і восени.

З а 100-річний період з 1901 по 2000 рр. загальне потепління склало 0.6 о С в середньому для земної кулі і 1.0 о С для Росії. За останні 31 рік (1976-2006 р) ця

Рис.1.2. Середні сезонні аномалії температури приземного повітря (о С), усереднені по території РФ.
Аномалії розраховані як відхилення від середнього за 1961-1990. Криві лінії відповідають 5-річному змінним осреднении. Прямою лінією показаний лінійний тренд за 1976-2006 рр.

Мал. 1.3. Середні річні аномалії температури приземного повітря (о С) для регіонів Росії за 1951-2006 рр.

величина в середньому по Росії склала близько 1.3 о С. Відповідно, швидкість потепління останнім 31-річчя багато вище, ніж за століття в цілому; для території Росії - це 0.43 о С / 10 років проти 0.10 о С / 10 років відповідно. Найбільш інтенсивним потепління середньорічних температур в 1976-2006 рр. було на Європейській частині Росії (0.48 о С / 10 років), в Середній Сибіру і в Прибайкалля - Забайкаллі (0.46 о С / 10 років).

Мал. 1.4. Середня швидкість змінитемператури приземного повітря ( oC / 10 років) на території Росії за даними спостережень за 1976-2006 рр.

У зимовий і весняний періоди інтенсивність потепління на Європейській частині Росії досягла 0.68 о С / 10 років, а в осінній період в Східному Сибіру - навіть 0.85 о С / 10 років.

Особливості температурного режиму в 2006 р У 2006 р середня річна температура повітря в цілому по Росії була близька до норми (середній за 1961-1990 рр.) - перевищення склало лише 0.38 о С. Найтеплішими в середньому дляРосії залишаються 1995 і 2005 роки.

В цілому для Росії найбільш помітна особливість 2006 року - тепле літо (шосте найтепліше літо після 1998, 2001, 1991, 2005, 2000 рр. За весь період спостережень), коли температура перевищила норму на 0.94 о С.

Рекордно тепла осінь відзначена в Східному Сибіру (друга найтепліша після 1995 року, за період 1951-2006), де зафіксована середня по регіону аномалія +3.25 про С.

Більш детально регіональні особливості температурного режиму 2006 року на території Росії представлені на рис. 1.5.

зима виявилася холодною майже на всій Європейській частині, Чукотці і більшої частини Сибіру.

Основний внесок належить січня, коли велика територія Росії, від західних кордонів (за винятком крайнього північного заходу) до Приморського краю (за винятком Арктичного узбережжя Західного Сибіру) була охоплена одним вогнищем холоду з центром в Західному Сибіру (рис. 1.6).

Тут в січні зафіксовано рекордні значення середньомісячної температури і кілька рекордних аномалій, в тому числі:

На території Ямало-Ненецького АТ і в деяких населених пунктах Красноярського краюмінімальна температура повітря опускалася нижче -50 о С. 30 січня на території Евенкійського АТ була зафіксована найнижча температура в Росії - 58.5 про С.

На півночі Томської області зафіксована рекордна тривалість морозів нижче -25 ° С (24 дня, з них 23 дня - нижче -30 ° С), а на шести метеорологічних станціях перекритий абсолютний мінімум температури на 0.1-1.4 ° С за весь період спостережень.

На сході Центральної чорноземної області в середині січня зафіксовано рекордно низькі мінімальні температури повітря (до -37.4 ° С), а до кінця січня сильні морози досягли самих південних районів, аж до Чорноморського узбережжя, де в районі Анапа - Новоросійськ температура повітря опустилася до -20 ... -25 о С.

весна в цілому була холодніше звичайного в більшості районів Росії. У березні вогнище холоду, з аномаліями нижче -6 ° С, охопив значну частину Європейської території Росії (за винятком Воронезької, Білгородської і Курської областей), В квітні - територію на схід від Уралу. На більшій частині Сибіру апріль потрапив в число 10% найхолодніших квітня за останні 56 років.

літо для території Росії в цілому, як уже зазначалося, було теплим і зайняло 6-е місце в ряду спостережень за 1951-2006 рр., після 1998, 2001, 1991, 2005, 2000. На Європейській території і в Західному Сибіру жаркий червень (з температурою до 35-40 градусів тепла) змінився холодним липнем з негативними аномаліями температури. У серпні сильна спека відзначена в південних (до 40-42 ° в окремі дні), і центральних (до 33-37 ° С) районах Європейської частини Росії.

Мал. 1.5. Поля аномалій температури приземного повітря (о С) на території Росії, усереднених за 2006 рік (січень-грудень) і сезони: зима (грудень 2005-лютий 2006 рр.), Весна, літо, осінь 2006 р

Мал. 1.6. Аномалії температури повітря в січні 2006 р (щодо базового періоду 1961-1990 рр.). На виразках наведені ряди середньомісячної січневої температури повітря і хід середньодобової температури в січні 2006 р на метеостанціях Олександрівське і Колпашево.

осінь у всіх регіонах Росії, крім Середньої Сибіру, \u200b\u200bбула теплою: відповідна їм середня по регіону температура виявилася вище норми. У Східному Сибіру осінь 2006 року виявилася другою (після 1995 року) найтеплішою восени за останні 56 років. На багатьох станціях відзначалися аномалії температури, що входять в число 10% найвищих. Такий режим склався, в основному, за рахунок листопада (рис. 1.7).

На більшій частиніЄвропейської території Росії вересень і жовтень були теплими, тоді як на Азіатської території теплий вересень змінився холодним жовтнем (морози до -18 о, ..., -23 про на півночі Іркутської області і різке похолодання на 12-17 о С в Забайкаллі).

Рис 1.7. Аномалії температури повітря в листопаді 2006 р На виразках ряди середньомісячної листопадової температури повітря і середньодобової температури повітря в листопаді 2006 р на метеостанціях Сусуман і ряди середньомісячної температури повітря, усередненої по території квазіоднородних районів.

У листопаді над територією Росії сформувалося три великі осередки тепла , розділених досить інтенсивної зоною холоду. Найпотужніший з них знаходився над континентальними районами Магаданської області й Чукотського АТ. Аномалії середньої місячної температури повітря досягали в центрі 13-15 о С. В результаті, на арктичному узбережжі і островах, а також на сході Росії листопад був дуже теплим. Другий, менш потужний осередок тепла сформувався над Республіками Алтай і Тива (з аномаліями середньомісячної температури в центрі вогнища до 5-6 ° С), а третій - в західних районах Європейської частини Росії (середньомісячна аномалія до +2 ° С). Одночасно область холоду охопила величезну територію від східних районів Європейської частини Россііна заході до північних районів Забайкалля - на сході. У центральних районах автономних округів Західного Сибіру середньомісячна температура повітря в листопаді на 5-6 о С нижче норми, на півночі Іркутської області - на 3-4 о С.

Грудень 2006 року (Рис.1.8) на більшій частині території Росії виявився аномально теплим. В осередках позитивних аномалій на ряді станцій (див. врізку на рис. 1.8) встановлені кліматичні рекорди середньомісячних і середньодобових значень температури повітря. Зокрема, в Москві груднева середньомісячна температура +1.2 0 С зафіксована як рекордно висока. Середньодобова температура повітря в Москві була вищою за норму протягом усього місяця, за винятком 26 грудня, а максимальна температура одинадцять разів перевищувала значення свого абсолютного максимуму і 15 грудня досягла +9 о С.

Мал.1.8. Аномалії температури повітря в грудні 2006 р
На виразках: а) ряди середньомісячної грудневої температури повітря і середньодобової температуриповітря в грудні 2006 р на метеостанціях Кострома і Колпашево; б) середньомісячна температура повітря, осредненная по території квазіоднородних районів.

(Продовження доповіді в наступних статтях)

А тепер давайте розберемося в усьому цьому ... а саме температура повітря

!!! УВАГА!!!

Стаття з аналізу першої частини доповіді "А тепер давайте розберемося в усьому цьому ..." в розробці. Приблизний термін появи серпень 2007

Мета уроку:

Виявити причини річного коливання температури повітря;
встановити взаємозв'язок між висотою Сонця над горизонтом і температурою повітря;
використання комп'ютера як технічне забезпечення інформаційного процесу.

завдання уроку:

Навчальні:

відпрацювання умінь і навичок для виявлення причин зміни річного ходу температур повітря в разнихчастях землі;
побудова графіка в Excel.

Розвиваючі:

формування умінь в учнів складати і аналізувати графіки ходу температур;
застосування програми Excel на практиці.

Виховна:

виховання інтересу до рідного краю, вміння працювати в колективі.

Тип уроку: Систематизація ЗУН і застосування комп'ютера.

Метод навчання: Бесіда, усне опитування, практична робота.

устаткування: Фізична карта Росії, атласи, персональні комп'ютери (ПК).

Хід уроку

I. Організаційний момент.

II. Основна частина.

учитель:Хлопці, ви знаєте, що чим вище Сонце над горизонтом, тим більше кут нахилу променів, тому сильніше нагрівається поверхню Землі, а від неї і повітря атмосфери. Давайте розглянемо малюнок, розберемо його і зробимо висновок.

Робота учнів:

Робота в зошиті.

Запис у формі схеми. слайд 3

Запис текстом.

Нагрівання земної поверхні і температура повітря.

Земна поверхня нагрівається Сонцем, а від неї нагрівається повітря.
Земна поверхня нагрівається по-різному:
- в залежності від різної висоти Сонця над горизонтом;
- в залежності від підстильної поверхні.
Повітря над земною поверхнею має різну температуру.

учитель: Хлопці, ми часто говоримо, що влітку жарко, особливо в липні, а холодно в січні. Але в метеорології, щоб встановити, який місяць був холодним, а який тепліше, обчислюють за середньомісячним температур. Для цього необхідно скласти всі середньодобові температури і розділити на число діб місяці.

Наприклад, сума середньодобових температур за січень склала -200 ° С.

200: 30 днів ≈ -6,6 ° С.

Спостерігаючи за температурою повітря протягом року, метеорологи з'ясували, що найвища температура повітря спостерігається в липні, а найнижча - в січні. А ми з вами теж з'ясували, що саме високе положення Сонце займає в червні -61 ° 50 ', а найнижче - в грудні 14 ° 50'. У ці місяці спостерігається найбільша і найменша тривалість дня - 17 годин 37 хвилин і 6 годин 57 хвилин. Так хто ж правий?

Відповіді учнів: Вся справа в тому, що в липні вже прогріта поверхню продовжує отримувати хоча і менше, ніж в червні, але ще достатня кількість тепла. Тому повітря продовжує нагріватися. А в січні, хоча прихід сонячного тепла вже кілька збільшується, поверхня Землі ще дуже холодна і повітря продовжує від неї охолоджуватися.

Визначення річної амплітуди повітря.

Якщо знайти різницю між середньою температурою найтеплішого і найхолоднішого в році місяця, то ми визначимо річну амплітуду коливань температури повітря.

Наприклад, середня температура липня + 32 ° С, а в січні -17 ° С.

32 + (-17) \u003d 15 ° С. Це і буде річна амплітуда.

Визначення середньорічної температури повітря.

Для того щоб знайти середню температуру року, необхідно скласти всі середньомісячні температури і розділити на 12 місяців.

наприклад:

Робота учнів: 23:12 ≈ + 2 ° С середньорічна температура повітря.

Учитель: Також можна визначити багаторічну t ° одного і того ж місяця.

Визначення багаторічної температури повітря.

Наприклад: середня місячна температура липня:

1996 рік - 22 ° С
1997 рік - 23 ° С
1998 рік - 25 ° С

Робота дітей:22 + 23 + 25 \u003d 70: 3 ≈ 24 ° С

учитель:А тепер хлопці знайдіть на фізичній карті Росії місто Сочі і місто Красноярськ. Визначте їх географічні координати.

Учні по атласу визначають координати міст, один з учнів на карті біля дошки показує міста.

Практична робота.

Сьогодні на практичній роботі, яку ви виконуєте на комп'ютері, вам доведеться відповісти на питання: Співпадуть чи графіки ходу температур повітря для різних міст?

У кожного з вас на столі листок, на якому представлений алгоритм виконання роботи. У ПК зберігається файл з готовою до заповнення таблицею, що містить вільні комірки для занесення формул, які використовуються при розрахунку амплітуди і середньої температури.

Алгоритм виконання практичної роботи:

Відкрийте папку Мої документи, знайдіть файл Практ. робота 6 кл.
Внести значення температур повітря в м.Сочі і м Красноярськ в таблицю.
Побудуйте за допомогою Майстра діаграм графік для значень діапазону А4: М6 (назва графіку і осях дайте самостійно).
Збільште побудований графік.
Порівняйте (усно) отримані результати.
Збережіть роботу під ім'ям ПР1 гео (прізвище).

місяць	Січ.	Лют.	Березень	Квіт.	Травень	червень	Липень	Серп.	Сент.	Окт.	Лист.	Груд.
м Сочі	1	5	8	11	16	22	26	24	18	11	8	2
м Красноярськ	-36	-30	-20	-10	+7	10	16	14	+5	-10	-24	-32

III. Заключна частина уроку.

Чи збігаються у вас графіки ходу температур для м.Сочі і м Красноярська? Чому?
В якому місті відзначаються більш низькі температури повітря? Чому?

висновок:Чим більше кут падіння сонячних променів і чим ближче місто розташоване до екватора, тим вище температура повітря (м.Сочі). Місто Красноярськ розташований від екватора далі. Тому кут падіння сонячних променів тут менше і показники температури повітря буде нижче.

Домашнє завдання: п.37. Побудувати графік ходу температур повітря за своїми спостереженнями за погодою за січень місяць.

література:

Географія 6кл. Т.П. Герасимова Н.П. Неклюкова. 2004.
Уроки географії 6 кл. О.В.рилова. 2002.
Поурочні розробки 6кл. Н.А. Нікітіна. 2004.
Поурочні розробки 6кл. Т.П. Герасимова Н.П. Неклюкова. 2004.

Спостереження за температурою повітря за період 1975-2007 показали, що в Білорусі, в силу її невеликій території, відзначаються в основному синхронні коливання температури в усі місяці року. Синхронність особливо виражена в холодні пори.

Отримані за останні 30 років середні багаторічні значення температури недостатньо стійкі. Це пов'язано з великою мінливістю середніх значень. У Білорусі середньоквадратичне відхилення протягом року змінюється від 1,3С влітку до 4,1С взимку (таблиця 3), що при нормальному розподілі елемента дозволяє отримувати середні багаторічні значення за 30 років з похибкою в окремі місяці до 0,7 с.

Середнє квадратичне відхилення річної температури повітря за останні 30 років не перевищує 1,1С (таблиця 3) і повільно зростає на північний схід зі зростанням континентального клімату.

Таблиця 3 - Середнє квадратичне відхилення середньої місячної та річної температури повітря

Максимальна середньоквадратичне відхилення доводиться на січень і лютий (на більшій вчащає республіки в лютому воно становить ± 3,9С). А мінімальні значення припадають на літні місяці, В основному на липень (\u003d ± 1,4С), що пов'язано з мінімальною часовою мінливістю температури повітря.

Найбільш висока температура в цілому за рік відзначена на переважній частині території республіки в 1989 р, для якого характерні незвично високі температури холодного періоду. І лише в західних і північно-західних районах республіки від Линтупи до Волковиська в 1989 р були перекриті найвищі температури, відмічені тут в 1975 р (позитивна аномалія відзначалася в усі сезони року). Таким чином, відхилення склало 2,5.

Починаючи з 1988 по 2007 р середня річна температура була вищою за норму (виняток становить 1996 г.). Ця остання позитивна флуктуація температури була найпотужнішою за всю історію інструментальних спостережень. Імовірність випадковості двох 7-річних серій позитивних аномалій температури становить менше 5%. З 7 найбільших позитивних аномалій температури (? T\u003e 1,5 ° С) 5 доводиться на останні 14 років.

Середньорічна температура повітря за період 1975-2007 рр. мала зростаючий характер, що пов'язана з сучасним потеплінням, яке почалося з 1988р. Розглянемо багаторічний хід річної температури повітря по областям.

У Бресті Середньорічна температура повітря становить 8,0С (таблиця 1). Теплий період починається з 1988 р (рисунок 8). Найвища річна температура відзначалася в 1989 р і становила 9,5С, найхолодніша - в 1980 р і становила 6,1С. Теплі роки: 1975, 1983, 1989, 1995 року, 2000. До холодних відносяться 1976, 1980, 1986, 1988, 1996, 2002 (рисунок 8).

У Гомелі середньорічна температура становить 7,2С (таблиця 1). Багаторічний хід річної температури аналогічний Бресту. Теплий період починається з 1989 р Найвища річна температура відзначена в 2007 р і склала 9,4С. Найнижча - в 1987 р і склала 4,8С. Теплі року: 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Холодні - 1977, 1979, 1985, 1987, 1994 (рисунок 9).

У Гродно середньорічна температура становить 6,9С (таблиця 1). Багаторічний хід річних температур має зростаючий характер. Теплий період починається з 1988 р Найвища річна температура була в 2000 р і становила 8,4С. Найхолодніша - 1987 р 4,7С. Теплі роки: 1975, 1984, 1990, 2000. Холодні - 1976, 1979, 1980, 1987, 1996. (рисунок 10).

У Вітебську середньорічна температура за даний період становить 5,8С. Річні температури мають зростаючий характер. Найвища річна температура була в 1989 р і становила 7,7С. Найнижча - в 1987 р і становила 3,5С) (рисунок 11).

У Мінську середньорічна температура становить 6,4С (таблиця 1). Найвища річна температура була в 2007 році і становила 8,0С. Найнижча була в 1987 р і становила 4,2С. Теплі року: 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Холодні - 1976, 1980, 1987, 1994, 1997, 2003 (рисунок 12).

У Могильові середня річна температура за період 1975-2007 рр. становить 5,8С, як і в Вітебську (таблиця 1). Найвища річна температура була в 1989 р і становила 7,5С. Найнижча в 1987 р - 3,3С. Теплі року: 1975, 1983, 1989, 1995, 2001., 2007. Холодні - 1977, 1981, 1986, 1988, 1994, 1997 (рисунок 13).

Багаторічний хід температури повітря в січні характеризується середнім квадратичним відхиленням, яке становить ± 3,8С (таблиця 3). Середні місячні температури в січні найбільш мінливі. Середня місячна температура січня в найбільш теплі і холодні роки відрізнялася на 16-18С.

Якщо середні багаторічні значення січневих температур нижче грудневих на 2,5-3,0С, то різниці найбільш холодних років досить значні. Так, середня температура холодних січнів 5% -й забезпеченості на 5-6С нижче температури холодних грудня тієї ж забезпеченості і становить -12 ... -16С і менш. У найбільш холодному січні 1987 року, коли спостерігалися часті вторгнення повітряних мас з Атлантичного басейну, середня t повітря за місяць склала -15 ... 18С. У найбільш же теплі роки січнева температура лише небагато чим, на 1-2С, нижче грудневої. Незвично теплі січня відзначають в Білорусі кілька років поспіль, починаючи з 1989р. У 1989р. На всій території Білорусі, за винятком крайнього заходу, середня місячна температура січня була найбільшою за весь період інструментальних спостережень: від 1С на сході до + 2С на крайньому заході, що на 6-8С вище середніх багаторічних значень. Січень 1990 році лише на 1-2С поступався попередньому.

Позитивна січнева аномалія наступних років була дещо меншою і тим не менш склала 3-6С. Для цього періоду характерна перевага зонального типу циркуляції. Протягом зими і, головним чином другий її половини, територія Білорусі майже безперервно виявляється під впливом теплого і вологого повітря Атлантики. Переважає синоптична ситуація, коли через Скандинавію з подальшим просуванням на схід зміщуються циклони і слідом за ними розвиваються теплі відроги Азорського максимуму.

За даний період найхолоднішим місяцем на більшій території Білорусі є лютий, а не січень (таблиця 4). Це відноситься до східних і північно-східних районах (Гомель, Могильов, Вітебськ і ін.) (Таблиця 4). А ось, наприклад, в Бресті, Гродно і Вілейці, які знаходяться на заході і південному заході, найхолоднішим за цей період був січень (в 40% років) (таблиця 3). В середньому по республіці 39% років саме лютого є найбільш холодним місяцем року. У 32% років найбільш холодним є січень, в 23% років - грудень, в 4% років - листопад (таблиця 4).

Таблиця 4 - Повторюваність найхолодніших місяців за період 1975-2007 рр.

Тимчасова мінливість температури влітку мінімальна. Середнє квадратичне відхилення становить ± 1,4С (таблиця 3). Лише в 5% років температура літнього місяця може знизитися до 13,0С і нижче. І так само рідко, лише в 5% років в липні вона підвищується вище 20,0С. У червні і серпні таке характерно лише для південних районів республіки.

У найбільш холодні літні місяці температура повітря становила в липні 1979 року - 14,0-15,5С (аномалія більш 3,0С), а в серпні 1987 року - 13,5-15,5С (аномалія - \u200b\u200b2,0-2, 5С). Чим рідше циклонічні вторгнення, тим тепліше в літній період. У найбільш теплі роки позитивні аномалії досягали 3-4С і на всій території республіки температура трималася в межах 19,0-20,0С і вище.

У 62% років самий теплим місяцем року в Білорусі є липень. Однак в 13% років цим місяцем буває червень, в 27% - серпень і в 3% років - травень (таблиця 5). В середньому раз в 10 років червні буває холодніше травня, а на заході республіки в 1993 р липень був холодніше вересня. За 100-річний період спостережень за температурою повітря жодного разу, ні травень, ні вересень не були найтеплішими місяцями року. Однак винятком стало літо 1993 року, коли для західних районів республіки (Брест, Валківська, Ліда) травень виявився найтеплішим. У переважній кількості місяців року, за винятком грудня, травня і вересня, з середини 1960-х років відзначалося зростання температури. Він виявився найбільш істотним в січні-квітні. Зростання температури влітку зафіксований тільки в 1980-і роки, т. Е. Майже на двадцять років пізніше, ніж у січні-квітні. Він виявився найбільш вираженим в липні останнього десятиліття (1990-2000 рр.).

Таблиця 5 - Повторюваність найтепліших місяців за період 1975-2007 рр.

Остання позитивна флуктуація температури (1997-2002 рр.) В липні порівнянна по амплітуді з позитивною флюктуацією температури цього ж місяця в 1936-1939 рр. Дещо менші за тривалістю, але близькі за величиною значення температури влітку спостерігалися в наприкінці XIX століття (особливо в липні).

Восени спостерігалося слабке зниження температури з 1960-х до середини 1990-х років. В останні роки в жовтні, листопаді і восени в цілому відзначається невелике зростання температури. У вересні будь-яких помітних змін температури не зафіксовано.

Таким чином, генеральної особливістю зміни температури є наявність двох найбільш істотних потеплінь в останні місяці. Перше потепління, відоме як потепління Арктики, спостерігалося в основному в теплу пору року в період з 1910 по 1939 р Далі пішла потужна негативна аномалія температури в січні-березні 1940-1942 р Зазначені роки були самими холодними за всю історію інструментальних спостережень. Середньорічна аномалія температури в ці роки становила близько -3,0 ° С, а в січні і березні 1942 року - середньомісячна аномалія температури відповідно склала близько -10 ° С і -8 ° С. Поточне потепління найбільш виражено в більшості місяців холодної пори року, воно виявилося більш потужним, ніж попереднє; в окремі місяці холодного періоду року температура за 30 років зросла на кілька градусів. Особливо потужним було потепління в січні місяці (близько 6 ° С). За останні 14 років (1988-2001 рр.) Тільки одна зима була холодною (1996 г.). Інші деталі зміни клімату Білорусі в останні роки такі.

Найважливішою особливістю зміни клімату Білорусі є зміна річного ходу температури (I-IV місяці) в 1999-2001 рр.

Сучасне потепління почалося в 1988 р і характеризувалося дуже теплою зимою в 1989 р, коли температура в січні і лютому була на 7,0-7,5 ° С вище норми. Середня річна температура в 1989 р була найвищою за всю історію інструментальних спостережень. Позитивна аномалія середньорічної температури склала 2,2 ° С. В середньому за період з 1988 по 2002 р температура була вищою за норму на 1,1 ° С. Потепління було більш вираженим на півночі республіки, що узгоджується з основним висновком чисельного моделювання температури, що свідчить про більшу підвищенні температури у високих широтах.

У зміні температури Білорусі в останні кілька років намітилася тенденція до підвищення температури не тільки в холодну пору, а й влітку, особливо в другу половину літа. Дуже теплим виявилися 1999, 2000 і 2002 рр. Якщо врахувати, що середньоквадратичне відхилення температури взимку майже в 2,5 рази вище, ніж влітку, то нормовані на среднеквадратические відхилення аномалії температури в липні і серпні наближається за величиною до зимових. У перехідні сезони року є кілька місяців (травень, жовтень, листопад), коли спостерігалося невелике зниження температури (близько 0,5С). Найбільш яскравою особливістю зміни температури в січні і, як наслідок, зміщення ядра зими на грудень, а іноді і на кінець листопада. Взимку (2002/2003 рр.) Температура грудня була істотно нижче норми, тобто збереглася зазначена особливість зміни температури зимових місяців.

Позитивні аномалії березня й квітня приводили до раннього сходу снігового покриву і переходу температури через 0 у середньому на два тижні раніше. В окремі роки перехід температури через 0 у найтепліші роки (1989, 1990, 2002) спостерігався ще в січні.

Том 147, кн. 3

Природні науки

УДК 551.584.5

Багаторічний ЗМІНИ ТЕМПЕРАТУРИ ПОВІТРЯ І АТМОСФЕРНИХ ОСАДУ У Казані

М.А. Верещагін, Ю.П. Переведенцев, Е.П. Наумов, К.М. Шанталінскій, Ф.В. Гоголь

анотація

У статті аналізуються багаторічні зміни температури повітря та атмосферних опадів в Казані і їх прояви в змінах інших показників клімату, що мають прикладне значення і які спричинили певні зміни міської екологічної системи.

Інтерес до вивчення міського клімату залишається незмінно високим. Велика увага, що приділяється проблемі міського клімату, визначається рядом обставин. Серед них, в першу чергу, слід вказати на що стають все більш очевидними значні зміни клімату міст, що залежать від їх зростання. У багатьох дослідженнях вказується при цьому на тісну залежність кліматичних умов міста від його планування, густоти і поверховості міської забудови, умов розміщення промислових зон та ін.

Клімат Казані в його квазіустойчівие ( «середньому») прояві вже не раз був предметом ґрунтовного аналізу наукових співробітників кафедри метеорології, кліматології і екології атмосфери Казанського державного університету. Разом з тим в зазначених ґрунтовних дослідженнях питання тривалих (внутрівековие) змін клімату міста не порушувалися. Справжня робота, будучи розвитком попереднього дослідження, частково заповнює зазначений недолік. В основу аналізу кладуться результати тривалих безперервних спостережень, що ведуться в метеорологічної обсерваторії Казанського університету (далі скорочено - ст. Казань, університет).

Станція Казань, університет знаходиться в центрі міста (у дворі головного корпусу університету), серед щільної міської забудови, що додає особливу цінність результатами її спостережень, що дозволяє вивчати вплив міського середовища на багаторічні зміни метеорологічного режиму всередині міста.

Протягом XIX - ХХ століть кліматичні умови Казані безперервно змінювалися. Зазначені зміни слід розглядати як результат вельми складних, нестаціонарних впливів на міську кліматичну систему безлічі чинників різної фізичної природи і різних про-

просторових масштабів їх прояви: глобальних, регіональних. У числі останніх можна виділити групу чисто міських факторів. До неї відносяться всі ті численні зміни міського середовища, які тягнуть за собою адекватні зміни умов формування її радіаційного і теплового балансів, балансу вологи і аеродинамічних властивостей. Такими є історичні зміни площі міської території, щільності та поверховості міської забудови, промислового виробництва, енергетичної і транспортної систем міста, властивостей застосовуваного будівельного матеріалу і дорожніх покриттів і багато інших.

Спробуємо прослідкувати зміни кліматичних умов в місті в Х1Х -XX століттях, обмежившись при цьому аналізом лише двох найбільш важливих показників клімату, якими є температура приземного шару повітря і атмосферні опади, спираючись на результати спостережень на ст. Казань, університет.

Багаторічні зміни температури приземного шару повітря. Початок систематичним метеорологічних спостережень в Казанському університеті було покладено в 1805 р, незабаром після його відкриття. В силу різних обставин безперервні ряди щорічних значень температури повітря збереглися лише з 1828 р Частина з них в графічному вигляді представлена \u200b\u200bна рис. 1.

Уже при першому, найпобіжнішому розгляді рис. 1 можна виявити, що на тлі хаотичних, пилкоподібних міжрічних коливань температури повітря (ламані прямі) протягом останніх 176 років (1828-2003 рр.) В Казані мала місце хоча і нерегулярна, але разом з тим чітко виражена тенденція (тренд) потепління. Сказане добре підкріплюється також і даними табл. 1.

Середні багаторічні () і екстремальні (тах, т,) температури повітря (° С) на ст. Казань, університет

Періоди осреднения Екстремальні температури повітря

^ Тт Роки ^ тах Роки

Рік 3.5 0.7 1862 6.8 1995

Січень -12.9 -21.9 один тисяча вісімсот сорок вісім половина 1850 -4.6 2001

Липень 19.9 15.7 1 837 24.0 1931

Як видно з табл. 1, екстремально низькі температури повітря в Казані реєструвалися не пізніше 40-60-х рр. Х1Х століття. Після суворих зим +1848 1850 рр. середні січневі температури повітря більш вже ні разу не досягали і не опускалися нижче ¿тт \u003d -21.9 ° С. Навпаки, найвищі температури повітря (тах) в Казані спостерігалися лише в ХХ або на самому початку ХХ1 століття. Як видно, 1995 ознаменувався рекордно високим значенням середньої річної температури повітря.

Чимало цікавого містить в собі також і табл. 2. З її даних випливає, що потепління клімату Казані проявилося у всіх місцях року. Разом з тим добре видно, що найбільш інтенсивно воно розвивалося в зимовий період

15 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Мал. 1. Багаторічна динаміка середніх річних (а), січневих (б) і липневих (в) температур повітря (° С) на ст. Казань, університет: результати спостережень (1), лінійного згладжування (2) і згладжування за допомогою фільтра низьких частот Поттера (3) при Ь\u003e 30 років

(Грудень - лютий). Температури повітря останнього десятиліття (1988- 1997 рр.) Зазначених місяців перевищували аналогічні їм середні величини першого десятиліття (1828-1837 рр.) Досліджуваного періоду вже більш ніж на 4-5 ° С. Добре видно також, що процес потепління клімату Казані розвивався досить нерівномірно, нерідко він переривався періодами порівняно слабкого похолодання (див. Відповідні дані в лютому - квітні, листопаді).

Зміни температур повітря (° С) за неперекривающіеся десятиліття на ст. Казань, університет

щодо десятиліття 1828-1837 рр.

Десятиліття Січень Лютий Березень Квітень Травень Червень Липень Серпень Вересень Жовтень Листопад Грудень Рік

1988-1997 5.25 4.22 2.93 3.39 3.16 3.36 2.15 1.27 2.23 2.02 0.22 4.83 2.92

1978-1987 4.78 2.16 1.54 1.79 3.19 1.40 1.85 1.43 1.95 1.06 0.63 5.18 2.25

1968-1977 1.42 1.19 1.68 3.27 2.74 1.88 2.05 1.91 2.25 0.87 1.50 4.81 2.13

1958-1967 4.16 1.95 0.76 1.75 3.39 1.92 2.65 1.79 1.70 1.25 0.30 4.70 2.19

1948-1957 3.02 -0.04 -0.42 1.34 3.29 1.72 1.31 2.11 2.79 1.41 0.65 4.61 1.98

1938-1947 1.66 0.94 0.50 0.72 1.08 1.25 1.98 2.49 2.70 0.00 0.15 2.85 1.36

1928-1937 3.96 -0.61 0.03 1.40 2.07 1.39 2.82 2.36 2.08 2.18 2.07 2.37 1.84

1918-1927 3.38 0.46 0.55 1.61 2.33 2.79 1.54 1.34 2.49 0.73 0.31 2.76 1.69

1908-1917 3.26 0.43 -0.50 1.11 1.00 1.71 1.80 1.02 1.83 -0.76 1.01 4.70 1.38

1898-1907 2.87 1.84 -0.54 0.99 2.70 1.68 2.18 1.55 0.72 0.47 -0.90 2.41 1.33

1888-1897 0.11 1.20 0.19 0.23 2.84 1.26 2.14 2.02 1.42 1.43 -2.36 0.90 0.95

1878-1887 1.47 1.57 -0.90 -0.48 2.46 0.94 1.74 0.88 1.08 0.12 0.19 4.65 1.14

1868-1877 1.45 -1.01 -0.80 0.00 0.67 1.47 1.67 1.96 0.88 0.86 0.86 1.99 0.83

1858-1867 2.53 -0.07 -0.92 0.53 1.25 1.25 2.40 0.85 1.59 0.36 -0.62 1.35 0.86

1848-1857 0.47 0.71 -0.92 0.05 2.43 1.02 1.86 1.68 1.20 0.39 0.25 2.86 1.00

1838-1847 2.90 0.85 -1.98 -0.97 1.55 1.65 2.45 1.86 1.81 0.49 -0.44 0.92 0.92

1828-1837 -15.54 -12.82 -5.93 3.06 10.69 16.02 17.94 16.02 9.70 3.22 -3.62 -13.33 2.12

До аномально теплим зим останніх років жителі Казані старшого покоління (чий вік нині не менше 70 років) стали звикати, зберігши, однак, спогади про суворі зимах свого дитинства (1930-1940-ті рр.) і часу розквіту трудової діяльності (1960-ті рр.). Для юного ж покоління казанців теплі зими останніх років сприймаються, мабуть, вже не як аномалія, а скоріше, як «кліматичний норматив».

Багаторічну тенденцію потепління клімату Казані, про яку тут ідеться, найкраще спостерігати, вивчаючи хід згладжених (систематичних) складових змін температури повітря (рис. 1), що визначаються в кліматології, як тренд її поведінки.

Виявлення тренда в кліматичних рядах досягається зазвичай шляхом їх згладжування і (тим самим) придушення короткоперіодичних коливань в них. Стосовно до багаторічних (1828-2003 рр.) Рядах температури повітря на ст. Казань, університет застосовувалися два способи їх згладжування: лінійний і криволінійний (рис. 1).

При лінійному згладжування з багаторічної динаміки температури повітря виключаються всі її циклічні коливання з довжиною періодів Ь, менших або рівних довжині аналізованого ряду (в нашому випадку Ь\u003e 176 років). Поведінка лінійного тренда температури повітря задається рівняння прямої

г (т) \u003d ат + (1)

де г (т) - згладжене значення температури повітря на момент часу т (роки), а - кутовий коефіцієнт (швидкість тренда), г0 - вільний член, рівний згладженому значенням температури на момент т \u003d 0 (початок періоду).

Позитивне значення коефіцієнта а вказують на потепління клімату, і навпаки, якщо а< 0. Если параметры тренда а и (0 известны, то несложно оценить величину повышения (если а > 0) температури повітря за проміжок часу т

Аг (т) \u003d г (т) - г0 \u003d ат, (2)

досягається за рахунок лінійної складової тренда.

Важливими якісними показниками лінійного тренда є його коефіцієнт детермінації Я2, що показує, яка частина повної дисперсії і 2 (г) відтворюється рівнянням (1), і надійність ^ виявлення тренда за архівними даними. Нижче (табл. 3) наводяться результати лінійного тренд-аналізу рядів температури повітря, отриманих в результаті її багаторічних вимірювань на ст. Казань, університет.

Аналіз табл. 3 призводить до наступних висновків.

1. Наявність лінійного тренда потепління (а\u003e 0) в повних рядах (18282003 рр.) І в окремих їх частинах підтверджується з досить високою надійністю ^\u003e 92.3% ..

2. Потепління клімату Казані проявилося як в динаміці зимових, так і літніх температур повітря. Однак темпи зимового потепління випереджали темпи річного потепління в кілька разів. Підсумком тривалого (1828-2003 рр.) Потепління клімату Казані стало накопичене підвищення середньої січневої

Результати лінійного тренд-аналізу багаторічної динаміки температури повітря (ТВ) на ст. Казань, університет

Склад рядів середніх ТВ Параметри тренда і його якісні показники Підвищення ТВ [А / (т)] За інтервал згладжування т

а, ° С / 10 років "з, ° С К2,% ^,%

т \u003d 176 років (1828-2003 рр.)

Річні ТВ 0.139 2.4 37.3\u003e 99.9 2.44

Січневі ТВ 0.247 -15.0 10.0\u003e 99.9 4.37

Липневі ТВ 0.054 14.4 1.7 97.3 1.05

т \u003d 63 роки (1941-2003 рр.)

Річні ТВ 0.295 3.4 22.0\u003e 99.9 1.82

Січневі ТВ 0.696 -13.8 6.0 98.5 4.31

Липневі ТВ 0.301 19.1 5.7 98.1 1.88

т \u003d 28 років (1976-2003 рр.)

Річні ТВ 0.494 4.0 9.1 96.4 1.33

Січневі ТВ 1.402 -12.3 4.4 92.3 3.78

Липневі ТВ 0.936 19.0 9.2 96.5 2.52

температури повітря майже на А / (т \u003d 176) \u003d 4.4 ° С, середньої липневої - на 1 ° С і середньої річної - на 2.4 ° С (табл. 3).

3. Потепління клімату Казані розвивалося нерівномірно (з прискоренням): найбільш високі темпи його спостерігалися в останні три десятиліття.

Істотним недоліком процедури лінійного згладжування рядів температури повітря, описаної вище, є повне придушення всіх особливостей внутрішньої структури процесу потепління на всьому інтервалі її застосування. Для подолання цього недоліку досліджувані ряди температури одночасно згладжувались за допомогою криволінійного (низькочастотного) фільтра Поттера (рис. 1).

Пропускає здатність фільтра Поттера регулювалася таким чином, що майже повністю придушувалися лише ті циклічні коливання температури, довжини періодів (Ь) яких не досягали 30 років і, отже, були коротше тривалості брікнеровского циклу. Результати застосування фільтра низьких Поттера (рис. 1) дозволяють ще раз переконатися в тому, що потепління клімату Казані історично розвивалося досить нерівномірно: тривалі (на кілька десятиліть) періоди швидкого підйому температури повітря (+) чергувалися з періодами її незначного зниження (-). В результаті переважаючою залишалася тенденція потепління.

У табл. 4 наводяться результати лінійного тренд-аналізу періодів тривалих однозначних змін середніх річних температур повітря (виявлених з використанням фільтра Поттера) з другої половини XIX ст. як для ст. Казань, університет, так і для тих же значень, отриманих їх осреднением по всій Північній півкулі.

Дані табл. 4 показують, що потепління клімату Казані розвивалося більш високими темпами, ніж (в середньому його прояві) на Північному напів-

Хронологія Долгоперіодниє змін середніх річних температур повітря в Казані і на Північній півкулі і результати їх лінійного тренд-аналізу

Періоди тривалих Характеристики лінійних трендів

однозначних

змін середніх а, ° С / 10 років Я2,% Я,%

річних ТВ (роки)

1. Динаміка середніх річних ТВ на ст. Казань, університет

1869-1896 (-) -0.045 0.2 17.2

1896-1925 (+) 0.458 19.2 98.9

1925-1941 (-) -0.039 0.03 5.5

1941-2003 (+) 0.295 22.0 99.9

2. Динаміка середніх річних ТВ,

отриманих осреднением по Північній півкулі

1878-1917 (-) -0.048 14.2 98.4

1917-1944 (+) 0.190 69.8 > 99.99

1944-1976 (-) -0.065 23.1 99.5

1976-2003 (+) 0.248 74.3 > 99.99

шаріі. Помітно відрізнялися при цьому хронологія і тривалість Долгоперіодниє однозначних змін температури повітря. Перший період тривалого підйому температури повітря в Казані розпочався раніше (18961925 рр.), Багато раніше (з 1941 р) почалася і сучасна хвиля тривалого підйому середньої річної температури повітря, що ознаменувалася досягненням найвищого (за всю історію спостережень) її рівня (6.8 ° С) в 1995 р (табКак). ми вже відзначали вище, вказане потепління є результатом досить складного впливу на термічний режим міста великого числа змінно діючих факторів різного походження. Певний інтерес в зв'язку з цим може представляти оцінка вкладу в загальне потепління клімату Казані його «міський складової», зумовленої історичними особливостями зростання міста і розвитку його господарства.

Результати дослідження показують, що в накопиченому за 176 років підвищенні середньої річної температури повітря (ст. Казань, університет) на частку «міський складової» припадає більша його частина (58.3% або 2.4 х 0.583 \u003d 1.4 ° С). Вся решта (близько 1 ° С) накопиченого потепління обумовлена \u200b\u200bдією природних і глобальних антропогенних (викиди в атмосферу термодинамічно активних газових компонент, аерозолю) факторів.

У читача, який розглядає показники накопиченого (1828-2003 рр.) Потепління клімату міста (табл. 3) може виникнути питання: наскільки вони великі і з чим їх можна було б порівняти? Спробуємо відповісти на це питання, спираючись на табл. 5.

Дані табл. 5 свідчать про загальновідомий підвищенні температури повітря зі зменшенням географічної широти, і навпаки. Можна також виявити, що швидкості підвищення температури повітря зі зменшенням

Середні температури повітря (° С) широтних кіл на рівні моря

Широта (, Грудень Рік

град. пн.ш.

широти розрізняються. Якщо в січні вона складає з1 \u003d Д ^ / Д (\u003d \u003d [-7 - (-16)] / 10 \u003d 0.9 ° С / град. Широти, то в липні вони значно менше С2 ~ 0.4 ° С / град. Широти .

Якщо досягнуте за 176 років підвищення середньої січневої температури (табл. 3) поділити на среднезональную швидкість її зміни по широті (з1), то отримаємо оцінку величини віртуального перенесення положення міста на південь (\u003d Д ^ (г \u003d 176) / з1 \u003d 4.4 / 0.9 \u003d 4.9 град. широти,

щоб досягти приблизно такого ж підвищення температури повітря в січні, що і сталося за повний період (1828-2003 рр.) її вимірів.

Географічна широта Казані близька до (\u003d 56 град. Пн.ш. Віднімаючи з неї

отримане значення кліматичного еквівалента потепління (\u003d 4.9 град.

широти, ми знайдемо інше значення широти ((\u003d 51 град. пн.ш., що близько до

широті м Саратова), на яку і слід було б зробити умовний перенесення міста при незмінності станів глобальної кліматичної системи і міського середовища.

підрахунок числових значень (, Що характеризують рівень досягнутого за 176 років потепління в місті в липні і в середньому за рік, призводить до наступних (наближеним) оцінками: 2.5 і 4.0 град. Широти відповідно.

З потеплінням клімату Казані відбулися помітні зміни ряду інших важливих показників термічного режиму міста. Більш високі темпи зимового (січень) потепління (при більш низьких їх показниках влітку (табл. 2, 3) призвели до поступового зменшення річної амплітуди температури повітря в місті (рис. 2) і, як наслідок, - причиною ослаблення Конті-нентальності міського клімату .

Середня багаторічна (1828-2003 рр.) Величина річної амплітуди температури повітря на ст. Казань, університет становить 32.8 ° С (табл. 1). Як видно з рис. 2, за рахунок лінійної складової тренда річна амплітуда температури повітря за 176 років зменшилася майже на 2.4 ° С. Наскільки велика ця оцінка і з чим можна її співвіднести?

Якщо виходити з наявних картографічних даних про розподіл річних амплітуд температури повітря на європейській території Росії вздовж широтного кола (\u003d 56 град. Широти накопиченого пом'якшення кон-тінентальності клімату можна було б досягти при віртуальному перенесення положення міста на захід приблизно на 7-9 град. Довготи або майже на 440-560 км в тому ж напрямку, що становить трохи більше половини відстані між Казанню і Москвою.

оооооооооооооооослс ^ з ^ з ^ слслс ^ СЛС ^ з ^ о

Мал. 2. Багаторічна динаміка річної амплітуди температури повітря (° С) на ст. Казань, університет: результати спостережень (1), лінійного згладжування (2) і згладжування за допомогою фільтра низьких частот Поттера (3) при Ь\u003e 30 років

Мал. 3. Тривалість безморозного періоду (дні) на ст. Казань, університет: фактичні величини (1) і їх лінійне згладжування (2)

Іншим, не менш важливим показником термічного режиму міста, в поведінці якого також знайшло своє відбиття спостерігається потепління клімату, є тривалість безморозного періоду. У кліматології безморозний період визначається як проміжок часу між датою по-

Мал. 4. Тривалість опалювального періоду (дні) на ст. Казань, університет: фактичні величини (1) і їх лінійне згладжування (2)

следний морозу (заморозка) навесні і першою датою осіннього морозу (заморозка). Середня багаторічна тривалість безморозного періоду на ст. Казань, університет становить 153 дня.

Як показує рис. 3, в багаторічній динаміці тривалості безморозного періоду на ст. Казань, університет присутній добре виражена багаторічна тенденція її поступового збільшення. За останні 54 роки (1950-2003 рр.) За рахунок лінійної складової вона збільшилася вже на 8.5 доби.

Можна не сумніватися в тому, що збільшення тривалості безморозного періоду зробило сприятливий вплив на збільшення тривалості вегетаційного періоду міського рослинного співтовариства. Через відсутність в нашому розпорядженні багаторічних даних по тривалості вегетаційного періоду в місті, на жаль, у нас немає можливості привести тут хоча б один приклад, що підкріплює це очевидне положення.

З потеплінням клімату Казані і пішли за ним збільшенням тривалості безморозного періоду відбулося закономірне зменшення тривалості опалювального періоду в місті (рис. 4). Кліматичні характеристики опалювального періоду широко використовуються в житлово-комунальній та виробничій сферах для розробки нормативів запасів і витрат палива. У прикладної кліматології за тривалість опалювального періоду приймається частину року, коли середня добова температура повітря стійко утримується нижче + 8 ° С. У цей період для підтримування нормальної температури повітря всередині житлових і виробничих приміщень необхідно їх опалювати.

Середня тривалість опалювального періоду на початок ХХ століття становила (за результатами спостережень на ст. Казань, університет) 208 днів.

1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

>50 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

У 1 "у у \u003d 0.0391 х - 5.6748 Я2 \u003d 0.17

Мал. 5. Середня температура опалювального періоду (° С) на ст. Казань, університет: фактичні величини (1) і їх лінійне згладжування (2)

Внаслідок потепління клімату міста тільки за останні 54 роки (1950- 2003 рр.) Вона зменшилася на 6 діб (рис. 4).

Важливим додатковим показником опалювального періоду є його середня температура повітря. З рис. 5 видно, що разом зі скороченням тривалості опалювального періоду за останні 54 роки (1950-2003 рр.) Вона збільшилася на 2.1 ° С.

Таким чином, потепління клімату Казані спричинило за собою не тільки відповідні зміни екологічної ситуації в місті, а й створило певні позитивні передумови для економії енерговитрат у виробничій і, особливо, в житлово-комунальній сферах міста.

Атмосферні опади. Можливості аналізу багаторічних змін режиму випадання атмосферних опадів (надалі скорочено - опади) в місті сильно обмежені, що пояснюється рядом причин.

Майданчик, де розміщені осадкомерние пристрої метеорологічної обсерваторії Казанського університету, історично завжди перебувала у дворі його головного корпусу і тому закрита (у різному ступені) з усіх напрямків різноповерхових будівлями. До осені 2004 р всередині зазначеного двору виростало чимало високих дерев. Ці обставини неминуче тягли за собою значні спотворення вітрового режиму у внутрішньому просторі зазначеного двору, а разом з цим і умов вимірювання опадів.

Місцезнаходження метеорологічної майданчики всередині двору неодноразово змінювалося, що також знайшло своє відображення в порушенні однорідності рядів опадів по ст. Казань, університет. Так, наприклад, ще О.А. Дроздовим було виявлено завищення сум зимових опадів на зазначеній станції

лодной періоду XI - III (внизу)

за рахунок надування снігу з дахів найближчих будівель в роки, коли метеорологічний майданчик розташовувалася найближче до них.

Дуже негативний вплив на якість багаторічних рядів опадів по ст. Казань, університет зробила також загальна заміна (1961 г.) дощомірів на опадомірі, не забезпечена в методичному відношенні.

З урахуванням сказаного ми змушені обмежитися розглядом лише укорочених рядів опадів (1961-2003 рр.), Коли прилади, що використовувалися для їх вимірювань (опадомір), і положення метеорологічної майданчики всередині університетського двору залишалися незмінними.

Найважливішим показником режиму опадів є їх кількість, яке визначається висотою шару води (мм), якій міг би утворитися на горизонтальній поверхні від випали рідких (дощ, мряка і ін.) І твердих (сніг, снігова крупа, град та ін. - після їх танення ) опадів при відсутності стоку, просочування і випаровування. Кількість опадів відносять, зазвичай, до певного інтервалу часу їх збору (добу, місяць, сезон, рік).

З рис. 6 випливає, що в умовах ст. Казань, університет річні суми опадів формуються при вирішальний внесок в них опадів теплого (квітень-жовтень) періоду. За результатами вимірювань, що виконувалися в 1961-2003 рр., В теплий сезон випадає в середньому 364.8 мм, а в холодний (листопад - березень)-менше (228,6 мм).

Для багаторічної динаміки річних сум опадів на ст. Казань, університет найбільш характерними є дві властиві їй особливості: велика часова мінливість режиму зволоження і майже повна відсутність в ній лінійної складової тренда (рис. 6).

Систематична складова (тренд) в багаторічній динаміці річних сум опадів представлена \u200b\u200bлише низькочастотними циклічними коливаннями їх різної тривалості (від 8-10 до 13 років) і амплітуди, що і випливає з поведінки ковзають 5-річних середніх (рис. 6).

З другої половини 1980-х рр. в поведінці зазначеної систематичної складової динаміки річних сум опадів домінувала 8-річна циклічність. Після глибокого мінімуму річних сум опадів, яке проявилося в поведінці систематичної складової в 1993 р, аж до 1998 р вони швидко зростали, після чого намітилася зворотна тенденція. Якщо зазначена (8-річна) циклічність збережеться, то, починаючи (орієнтовно) з 2001 р, можна припускати подальше зростання річних сум опадів (ординат ковзають 5-річних середніх).

Присутність слабо вираженою лінійної складової тренда в багаторічній динаміці опадів виявляється лише в поведінці їх піврічних сум (рис. 6). В даному історичному періоді (1961-2003 рр.) Опади теплого періоду року (квітень - жовтень) мали тенденцію до їх деякого збільшення. У поведінці опадів холодного періоду року простежувалася зворотна тенденція.

За рахунок лінійної складової тренда сума опадів теплого періоду за останні 43 роки зросла на 25 мм, а сума опадів холодної пори року зменшилася на 13 мм.

Тут може виникнути питання: «присутній» чи в зазначених систематичних складових змін режиму опадів «міська складова» і як вона співвідноситься з природною складовою? На жаль, відповіддю на це питання автори поки не мають у своєму розпорядженні, про що ще буде сказано трохи нижче.

До міських факторів багаторічних змін режиму випадання опадів відносяться всі ті зміни міського середовища, які тягнуть за собою адекватні зміни хмарного покриву, процесів конденсації і осадкообразованія над містом і найближчими його околицями. Найбільш істотним серед них є, безумовно, багаторічні коливання вертикальних профі-

0.25 -0.23 -0.21 -0.19 -0.17 -0.15 0.13 0.11 0.09 0.07 0.05

Мал. 7. Багаторічна динаміка відносних річних амплітуд опадів Ах (частки одиниці) на ст. Казань, університет: фактичні величини (1) і їх лінійне згладжування (2)

лей температури і вологості в прикордонному шарі атмосфери, шорсткості міської підстильної поверхні і забруднення повітряного басейну міста гигроскопическими речовинами (ядрами конденсації). Вплив великих міст на зміни режиму опадів детально аналізується в ряді робіт.

Оцінка вкладу міської складової в багаторічні зміни режиму випадання опадів у Казані цілком реальна. Однак для цього, крім даних про опади на ст. Казань, університет, необхідне залучення аналогічних (синхронних) результатів їх вимірювань на мережі станцій, що знаходяться в найближчому (до 20-50 км) оточенні міста. На жаль, цією інформацією ми поки ще не було.

Величина відносної річної амплітуди опадів

Ах \u003d (Я ^ - Д ^) / Я-100% (3)

розглядається як один з показників континентальності клімату. У формулі (3) Ятах і Ят1П - найбільша і найменша (відповідно) внутрішньо-річні місячні суми опадів, Я - річна сума опадів.

Багаторічна динаміка річних амплітуд опадів Ах показана на рис. 7.

Середнє багаторічне значення (Ах) для ст. Казань, університет (19612003 рр.) Становить близько 15%, що відповідає умовам напівконтинентальний клімату. У багаторічній динаміці амплітуд опадів Ах є слабови-вираз, але стійка тенденція їх зменшення, яка свідчить про те, що ослаблення континентальності клімату Казані, найвиразніше про-

що стало в зменшенні річних амплітуд температури повітря (рис. 2), знайшла своє відображення і в динаміці режиму опадів.

1. Кліматичні умови Казані в XIX - ХХ століттях зазнавали суттєвих змін, що стали результатом дуже складних, нестаціонарних впливів на місцевий клімат безлічі різних факторів, серед яких значна роль належить впливам комплексу міських факторів.

2. Зміни кліматичних умов міста найбільш яскраво проявили себе в потеплінні клімату Казані і пом'якшення його континентальності. Підсумком потепління клімату Казані за останні 176 років (1828-2003 рр.) Стало підвищення середньої річної температури повітря на 2.4 ° С, при цьому велика частина цього потепління (58.3% або 1.4 ° С) була пов'язана з ростом міста, розвитком його промислового виробництва , енергетичної і транспортної систем, змінами будівельних технологій, властивостей використовуваних будівельних матеріалів та інших антропогенних факторів.

3. Потепління клімату Казані і деяке пом'якшення його континентальних властивостей спричинили за собою адекватні зміни екологічної ситуації в місті. При цьому збільшилася тривалість безморозного (вегетаційного) періоду, зменшилася тривалість опалювального періоду при одночасному підвищенні його середньої температури. Тим самим виникли передумови для більш економного витрачання палива, споживаного в житлово-комунальній та виробничій сферах, і зниження рівня шкідливих викидів в атмосферу.

Робота виконана за фінансової підтримки наукової програми «Університети Росії - фундаментальні дослідження», Напрямок« Географія ».

M.A. Vereshagin, Y.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogol. Long-term changes of air temperature and atmospheric precipitation in Kazan.

Long-term changes of air temperature and atmospheric precipitation in Kazan and their displays in the changes of other parameters of the climate which having applied value and has entailed certain changes of city ecological system are analyzed.

література

1. Адаменко В.М. Клімат великих міст (огляд). - Обнінськ: ВНИИГМИ-МЦД, 1975. - 70 с.

2. Берлянд М. Є., Кондратьєв К.Я. Міста і клімат планети. - Л .: Гидрометеоиздат, 1972. - 39 с.

3. Верещагін М.А. Про мезокліматіческіх відмінності на території м Казані // Питання мезоклімат, циркуляції і забруднення атмосфери. Межвуз. зб. наук. тр. -Перм, 1988. - С. 94-99.

4. Дроздов О.А. Коливання опадів в басейні р. Волги і зміни рівня Каспійського моря // 150 років метеорологічної обсерваторії Казанського ордена трудо-

вого Червоного прапора державного університету ім. В.І. Ульянова-Леніна. Доп. наук. конф. - Казань: Изд-во Казан. ун-ту, 1963. - С. 95-100.

5. Клімат міста Казані / Под ред. Н.В. Колобова. - Казань: Изд-во Казан. ун-ту, 1976. - 210 с.

6. Клімат Казані / Под ред. Н.В. Колобова, Ц.А. Швер, Е.П. Наумова. - Л .: Гідро-метеоіздат, 1990. - 137 с.

7. Колобов Н.В., Верещагін М.А., Переведенцев Ю.П., Шанталінскій К.М. Оцінка впливу зростання Казані на зміни термічного режиму усередині міста // Тр. За-пСібНІІ. - 1983. - Вип. 57. - С. 37-41.

8. Кондратьєв К.Я., Матвєєв Л.Т. Основні чинники формування острова тепла в большом городе // Докл. РАН. - 1999. - Т. 367, № 2. - С. 253-256.

9. Кратцера П. Клімат міста. - М .: Изд-во іноз. лит., 1958. - 239 с.

10. Переведенцев Ю.П., Верещагін М.А., Шанталінскій К.М. Про багаторічних коливаннях температури повітря за даними метеорологічної обсерваторії Казанського університету // Метеорологія та гідрологія. - 1994. - № 7. - С. 59-67.

11. Переведенцев Ю.П., Верещагін М.А., Шанталінскій К.М., Наумов Е.П., Туд-рий В.Д. Сучасні глобальні і регіональні зміни навколишнього середовища і клімату. - Казань: УНІПРЕСС, 1999. - 97 с.

12. Переведенцев Ю.П., Верещагін М.А., Наумов Е.П., Миколаїв А.А., Шанталінскій К.М. Сучасні зміни клімату Північної півкулі Землі // Уч. зап. Казан. ун-ту. Сер. Природ. науки. - 2005. - Т. 147, Кн. 1. - С. 90-106.

13. Хромов С.П. Метеорологія і кліматологія для географічних факультетів. - Л .: Гидрометеоиздат, 1983. - 456 с.

14. Швер Ц.А. Атмосферні опади на території СРСР. - Л .: Гидрометеоиздат, 1976. - 302 с.

15. Екологічні та гідрометеорологічні проблеми великих міст і промислових зон. Матеріали межд. науч. конф., 15-17 жовт. 2002 г. - СПб .: Изд-во РГГМУ, 2002. - 195 с.

Надійшла до редакції 27.10.05

Верещагін Михайло Олексійович - кандидат географічних наук, доцент кафедри метеорології, кліматології і екології атмосфери Казанського державного університету.

Переведенцев Юрій Петрович - доктор географічних наук, професор, декан факультету географії та геоекології Казанського державного університету.

E-mail: [Email protected]

Наумов Едуард Петрович - кандидат географічних наук, доцент кафедри метеорології, кліматології і екології атмосфери Казанського державного університету.

Шанталінскій Костянтин Михайлович - кандидат географічних наук, доцент кафедри метеорології, кліматології і екології атмосфери Казанського державного університету.

E-mail: [Email protected]

Гоголь Фелікс Віталійович - асистент кафедри метеорології, кліматології і екології атмосфери Казанського державного університету.

На підставі даних про температуру повітря, отриманих на метеорологічних станціях, виводяться наступні показники теплового режиму повітря:

Середня температура діб.
Середньодобова температура по місяцях. У Ленінграді температура діб січня в середньому дорівнює -7,5 ° С, липня 17,5 °. Ці середні значення потрібні для того, щоб визначити, на скільки щодоби холодніше або тепліше середніх показників.
Середня температура кожного місяця. Так, в Ленінграді найхолоднішим був січень 1942 року (-18,7 ° С), найтеплішим січень 1925 г. (-5 ° С). Липень найтеплішим був в 1972 м(21,5 ° С), найхолоднішим - в 1956 (15 ° С). У Москві найхолоднішим був січень 1893 року (-21,6 ° С), а найтеплішим в 1925 р (-3,3 ° С). Липень найтеплішим був в 1936 р (23,7 ° С).
Середня багаторічна температура місяця. Всі середні багаторічні дані виводяться за тривалий (не менше 35) ряд років. Найчастіше користуються даними січня і липня. Найвищі багаторічні місячні температури спостерігаються в Сахарі - до 36,5 ° С в Ін-Салах і до 39,0 ° С в Долині Смерті. Самі нізкіе- на станції Схід в Антарктиді (-70 ° С). У Москві температури січня -10,2 °, липня 18,1 ° С, в Ленінграді відповідно -7,7 і 17,8 ° С. Найхолодніший в Ленінграді лютий, його середня багаторічна температура -7,9 ° С, в Москві лютого тепліше января- (-) 9,0 ° С.
Середня температура кожного року. Середньорічні температури необхідні для того, щоб з'ясувати, чи відбувається потепління або похолодання клімату протягом ряду років. Наприклад, на Шпіцбергені з 1910 по 1940 р середньорічна температура підвищилася на 2 ° С.
Середня багаторічна температура року. Найвища середньорічна температура отримана для метеостанції Даллол в Ефіопії - 34,4 ° С. На півдні Сахари багато пунктів мають середньорічну температуру 29-30 ° С. Найнижча середньорічна температура, природно, в Антарктиді; на плато Стейшн, за даними декількох років, вона дорівнює -56,6 ° С. У Москві середня багаторічна температура року 3,6 ° С, в Ленінграді 4,3 ° С.
Абсолютні мінімуми і максимуми температури за будь-який термін спостережень - добу, місяць, рік, кілька років. Абсолютний мінімум для всієї земної поверхні був відзначений на станції Схід в Антарктиді в серпні 1960 р -88,3 ° С, для північного полушарія- в Оймяконе в лютому 1933 р -67,7 ° С.

У Північній Америці зареєстрована температура -62,8 ° С (метеостанція Снага на Юконі). У Гренландії на станції Норсайс мінімум дорівнює -66 ° С. У Москві температура падала до -42 ° С, в Ленінграді -до -41,5 ° С (в 1940 г.).

Примітно, що найхолодніші області Землі збігаються з магнітними полюсами. Фізична сутність явища ще не цілком зрозуміла. Припускають, що на магнітне поле реагують молекули кисню, і озоновий екран пропускає теплове випромінювання.

Найвища для всієї Землі температура спостерігалася у вересні 1922 року в Ель-Азії в Лівії (57,8 ° С). Другий рекорд спеки 56,7 ° С зареєстрований в Долині Смерті; це - вища температура в Західній півкулі. На третьому місці стоїть пустеля Тар, де спека сягає 53 ° С '.

На території СРСР абсолютний максимум 50 ° С відзначений на півдні середній Азії. У Москві спека сягала 37 °, в Ленінграді 33 ° С.

У морі найвища температура води 35,6 ° С відзначена в Перській затоці. Озерна вода найбільше нагрівається в Каспійському морі (до 37,2 °). У річці Танрсу, притоці Амудар'ї, температура води піднімалася до 45,2 ° С.

Коливання температур (амплітуди) можуть бути вирахувані за будь-який відрізок часу. Найбільш показові добові амплітуди, що характеризують мінливість погоди за добу, і річні, що показують різницю між найтеплішим і найхолоднішим місяцями року.