ГЕОМОРФОЛОГИЯ
№ 2 апрель-июнь 2013
УДК 551.435.7^551.311.3
© 2013 г. А.Н. САЖИН, Ю.И. ВАСИЛЬЕВ, В.П. ЧИЧАГОВ, Г.А. ЛАРИОНОВ
ЭОЛОВЫЙ МОРФОГЕНЕЗ И СОВРЕМЕННЫЙ КЛИМАТ ЕВРАЗИИ (СТ. 2. КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ЭОЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ, ДИНАМИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ ЭОЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ СОВРЕМЕННОЙ И ЛЕДНИКОВОЙ ЭПОХ)1
Введение
В продолжение первой части работы рассмотрим, в каких синоптических условиях минеральное вещество из аридного пояса Азии может поступать как на восточную окраину континента, так и на запад, попытаемся дать ответ на принципиально важный вопрос о направлении ветра во время выдувания минерального вещества и о его дальнейшем перемещении в пространстве, а также рассмотреть различия в динамике эоловых процессов ледниковой и современной эпох.
Так как в пограничном слое направление ветра чрезвычайно неустойчиво, то за короткий отрезок времени (нередко за несколько часов) при прохождении холодного фронта направление ветра может измениться от Ю и ЮЗ на З и СЗ. От того, какая периферия циклона пришла - южная или северная - зависит направление ветра, и в результате оно может быть практически противоположным, чаще всего западным или восточным. Не случайно известные исследователи аридной Азии, упоминавшиеся в первой части нашей работы, отмечали сильные пыльные бури и при западных, и при восточных ветрах. Дальний перенос эоловой взвеси вообще возможен только в средней и верхней тропосфере. Известно также, что для тропосферы умеренного пояса характерен западный перенос воздушных масс. Однако если таковой заблокирован стационарным антициклоном (это явление было рассмотрено в первой части работы [1]), установившимся над средними широтами Евразии в секторе от 30 до 100° в. д., западный перенос сменяется восточным над территорией Средней Азии, Южного и Западного Казахстана, Нижнего Поволжья и Предкавказья. В такие периоды при восточном ветре происходят сильные пыльные бури и перенос минерального вещества.
Заключительным вопросом нашей работы будет анализ изменения динамической ситуации в современную эпоху на противоположную по сравнению со временем плейстоценовых оледенений, когда проявление процессов блокирования воздушных масс на юго-востоке европейской части России вызывало перенос минерального вещества из степной зоны в область зандровых равнин и даже центров оледенения.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-05-00054).
70
60
50
_40_
•
8
80
J_/__
40 50 60 70 80 90
-б» 1 а б 2 3 |—1020 — 4
120
30 110
100
Рис. 1. Синоптическая карта в период сильных бурь в аридной Азии (6 апреля 2001 г. в 12 ч.)
1 - пыльные бури, 2 -атмосферный фронт (а - холодный, 6 -теплый), 3 - область низкого давления (а) — циклон и высокого (б) — антициклон, 4 - изобары, гПа
Катастрофические проявления эоловых процессов
Особое место в эоловом морфогенезе в настоящее время отводится катастрофическим проявлениям ветровой деятельности, что связано с мощной и разнообразной работой сильного ветра, геологические и географические последствия которой были изучены в свое время Д.В. Наливкиным [2].
Ураган 1980 г., возникший над Восточной Монголией, сопровождался очень сильной песчано-пыльной бурей, имевшей катастрофические последствия. В районе зарождения урагана и на территории его перемещения наблюдались серьезные нарушения в состоянии подстилающей поверхности, а в Восточном Китае произошло отложение значительного количества пыли [3]. В 90-е гг. прошлого и в начале текущего столетия также неоднократно отмечались явления катастрофического характера, как, например, 11 и 26 апреля 2006 г.
Последний раз очень сильная пыльная буря в этом регионе наблюдалась 20 марта 2010 г., она охватила территорию с населением 270 млн. человек. На улицах Пекина отмечалась настолько высокая запыленность воздуха, что его жители вынуждены были использовать марлевые повязки.
При определенных синоптических условиях минеральное вещество из аридного пояса Азии может поступать не только на восточную окраину континента, но и в западном направлении - в Прикаспийский регион, на юго-восток и юг Европы. Так, в конце первой декады апреля 2001 г. (8-10 апреля) в Прикаспийском регионе, включая Нижнее Поволжье, наблюдалась очень сильная мгла, обусловленная высоким содержанием в воздухе минерального вещества. Если его фоновая концентрация составляет обычно 0.1-0.3 мг/м3, то 8 апреля в 4 ч. утра она достигала 3.08 мг/м3 (данные муниципального учреждения г. Волгограда "Городское управление аналитического и оперативного контроля качества окружающей природной среды"). Мгла отмечалась целым рядом метеостанций: Эльтон, Волгоград СХИ, Харабали, Элиста (кольцевая карта погоды Северо-Кавказского УГМС 8 апреля 22 ч. по моск. времени) на общей площади около 0.3 млн. км2. Очевидно, это явление наблюдалось также в соседних районах Казахстана. Горизонтальная видимость составляла 1-1.5 тыс. м и менее. Сильное помутнение атмосферы наблюдалось в течение 3 суток (8-10 апреля).
Текущие погодные условия со слабым восточным ветром не могли способствовать образованию этого явления в местных условиях, следовательно, пыль, взвешенная в воздухе, была вынесена из другого региона. В это же время сильная дымка отмечалась метеостанциями Причерноморья и даже Балканского п-ова. Уникальность описываемого явления заключалась в том, что очень сильные пыльные бури прошли 5-7 апреля на огромной территории, как в восточно-азиатском (Забайкалье, Восточная Монголия, Северо-Восточный Китай, пустыня Гоби), так и в центральноазиатском (пустыня Так-ла-Макан, Джунгария, Средняя Азия) регионах широкого развития эоловых процессов в аридной Азии (рис. 1). На вторые-третьи сутки после прошедших пыльных бурь минеральная взвесь достигла Прикаспия и Нижнего Поволжья, распространилась по всей Великой Китайской равнине, а мелкая аэрозольная пыль всего через неделю была отмечена на западном побережье США.
Очень редкое природное явление было обусловлено необычной синоптической ситуацией: 8-9 апреля - в момент выпадения пыли в Прикаспийском регионе и на востоке Китая - мощный блокирующий антициклон с давлением до 1050 гПа занимал огромную территорию - от бассейна Волги до Приамурья и от среднего течения Оби и Енисея до южной половины Тибета (рис. 2). Устойчивость барического образования и его распространение на огромную территорию поддерживалось мощной адвекцией более холодного полярного воздуха по типу вторичных холодных вторжений (фронтов), при прохождении которых резко возрастает скорость ветра, что сопровождается сильными штормами и пыльными бурями.
Особенно сильными пыльные бури были 5-6 апреля. В это время центр антициклона располагался над Западным Казахстаном и Южным Уралом. Восточнее его над
Рис. 2. Синоптическая карта с атмосферными фронтами (9 апреля 2001 г.)
1 - атмосферный фронт (а - холодный, б - теплый); 2 - направление ветра у земной поверхности (а - в антициклоне, б - в циклоне); 3 - зона мглы и сильной дымки; 4 - направление воздушного потока на высоте 3 тыс. м; область давления: 5 - низкого (Н), 6 - высокого (В)
Забайкальем находился очень глубокий и обширный циклон. В зоне сближения этих барических образований над территорией Восточного Казахстана, Западного Китая, Монголии - всей аридной Азии - прошла серия холодных атмосферных фронтов со шквалами и пыльными бурями (рис. 1).
Вторичные вторжения холодного воздуха с более высоким давлением не только усиливали антициклон, но и способствовали перемещению его центра в восточном направлении - из района Южного Урала - Западного Казахстана - на территорию Алтае-Саянской горной страны и Монголии, т.е. в центральный регион огромной Евразии с самым высоким давлением в зимнее время.
На В, Ю и ЮЗ периферии этого барического образования с огромным запасом энергии, а также на отдельных ветвях полярного фронта (ПФ) происходила генерация циклонических образований, на холодных фронтах которых и в зоне конвергенции воздушных потоков происходило резкое увеличение скорости ветра, выдувание мелкозема с подстилающей поверхности и формирование его взвеси в приземном слое атмосферы. В зоне развитой турбулентности над атмосферным фронтом и в области восходящих токов в центральной части циклона мелкие аэрозоли поступали в среднюю и верхнюю тропосферу (вплоть до высотной фронтальной зоны и струйных течений) и включались в систему глобального переноса вещества.
Активному образованию волновых возмущений способствовали термодинамические условия ранневесеннего периода: сравнительно невысокий температурный фон в области воздействия антициклона и интенсивное прогревание воздушных масс в тропических и субтропических широтах после дня весеннего равноденствия усиливали температурные контрасты и термическую составляющую атмосферного давления. Отдельные ветви полярного фронта проходили от бассейна Амура и Забайкалья через равнины Китая до центральных районов Тибета (примерно до координаты 30° с. ш. и 90° в. д.), далее на пустыню Такла-Макан и через пустыни Средней Азии, южную половину Каспийского моря - на восток Малой Азии.
В середине-конце первой декады апреля на периферии антициклона на фронтальном разделе сформировалось не менее 7-8 барических возмущений циклонического типа, удаленных одно от другого на расстояние 1-2 тыс. км (характерный размер фронтальных волн и внетропических циклонов). Циклонические образования не являются стационарными в пространстве и времени, они перемещаются в соответствии с воздушным потоком в направлении общей ориентации главного (или климатологического), в данном случае - полярного, фронта. Поэтому очаги выдувания и зоны взвешивания минерального вещества перемещаются в пространстве и охватывают всю прифронтальную зону. В результате этого процесса вдоль всего фронтального раздела и в пределах зон конвергенции образовался мощный пылевой пояс шириной 500-700 км (размер атмосферного фронта внетропического циклона), протянувшийся от Хингана и Тибета в Прикаспийский регион (рис. 2).
В пределах этого пояса в зависимости от географического положения барического образования и в соответствии с динамикой атмосферы происходит последовательная
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.