ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2013, № 1, с. 54-61
ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ ==
УДК 551.579 (261.24)
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОБЕРЕЖЬЯ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ БАЛТИКИ
В 1996-2010 гг.
© 2013 г. Р.В. Абрамов*, О.А. Гущин**, С.Е. Навроцкая*, Ж.И. Стонт*
* Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова Балтийский федеральный университет им. И. Канта
Поступила в редакцию 20.01.2012 г.
В результате анализа временной изменчивости гидрометеорологических элементов за 1996— 2010 гг. в Вислинском заливе Балтийского моря (устье р. Преголи) подтверждается многолетняя тенденция роста среднего уровня, увеличение температуры воды и воздуха, усиление осадков. Ветровой режим характеризуется ослаблением интенсивности, что вызывает уменьшение величины максимальных уровней в устье реки. Показаны изменения в смещении циклонов и антициклонов, определяющих погоду юго-восточных районов Балтийского моря.
Введение. Происходящие в последние десятилетия изменения глобального климата вызывают дополнительный интерес к изучению динамики различных климатических факторов в регионах. Для их описания используются статистические характеристики метеорологических величин - средние и экстремальные значения, повторяемость, продолжительность, интенсивность явлений и другие. В качестве стандартного периода для оценки климатических переменных, характеризующих современный климат, по рекомендации ВМО, используется 30-летний период 1961-1990 гг., показатели которого предлагается считать нормой [4]. Одной из особенностей обозначенного климатического нормативного периода оказалось выявленное существенное потепление после 1975 г., которое сопровождается увеличением среднего уровня Мирового океана [12] и уменьшением площади снежного покрова на суше Северного полушария, что, по мнению ряда авторов [4, 6, 7], может быть доказательством антропогенной природы этого явления.
Подъем уровня по наблюдаемым данным выявлен в XX столетии у побережья ряда стран Балтийского моря, составивший в море и заливах
1-2 мм/год (Германия, Польша, Литва, Россия) [8, 13-16]. Интенсификация процесса отмечена во
2-й половине столетия, темп роста достиг, например, на морском побережье 2.3 мм/год (Самбий-ский полуостров, Россия), в заливах 3.8-3.9 мм/
год (Вислинский и Куршский, 1961-2008) [8, 14]. В последние десятилетия расчеты по средним годовым данным показывают, что общий подъем уровня продолжается с еще большей скоростью -5-10 мм/год, как в лагунах, так и на морском побережье [14].
Долговременное наступательное изменение уровня вызывает деформацию берегов прибрежных территорий и нарушает биологический баланс вод. Названные проблемы актуальны для Вислинского залива, расположенного в юго-восточной части Балтийского моря. Главный фактор, влияющий на колебания уровня залива в течение всего года - это водообмен залива с морем через небольшой и неглубокий пролив у г. Балтийска. Приток воды из моря и повышение уровня в заливе вызывает преобладающий над морем ветер преимущественно с западной составляющей, создающий подпор в ориентированной с востока на запад и впадающей в залив р. Преголи, в устье которой расположен порт Калининград [8, 9]. Определение характера изменения и взаимодействия основных метеорологических и гидрологических параметров является для региона актуальной задачей, особенно по последним данным.
Анализируемые данные и их источники.
В работе исследуются гидрометеорологические измерения, выполненные в пункте наблюдений Атлантического отделения Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (АОИОРАН) - дей-
55°0'
Рис. 1. Географическое положение пункта наблюдений.
ствующей метеолаборатории на борту музейного судна "Витязь", ошвартованного в центре г. Калининграда на правом берегу р. Преголи (рис. 1). Судно стоит в 200 м ниже слияния двух рукавов реки и в 9 км вверх по течению от впадения в Вислинский залив (российская часть называется Калининградским заливом) в точке с координатами 54°42.5' с.ш., 20°30.0' в.д. Река в месте стоянки судна имеет ширину 80-90 м. Общая длина р. Преголи составляет 123 км (292 км вместе с притоками), площадь водосбора 13.6 • 103 км2. Уклоны невелики, течение медленное, глубина в верховьях 1-1.5 м, в низовье 2-3 м. Измерения, выполняемые с борта "Витязя", были начаты в январе 1995 г. Они особенно актуальны в связи с сокращением числа гидропостов в устьевой части р. Преголи. Кроме наблюдений на "Витязе" для анализа были использованы данные, взятые из справочных материалов [2, 11] и погодных сайтов [17, 18]
Северо-Атлантические центры действия атмосферы и их эволюция. В качестве основного показателя климатических колебаний в регионе, как это принято для Балтийского моря [5], взята интенсивность атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой, представленная центрами действия атмосферы (ЦДА) - Исландского минимума и Азорского максимума. Определяющие свойства ЦДА заключаются в их относительной устойчивости. Траектории сезонных миграций складываются в основном из маятниковых подвижек различных направлений с преобладанием составляющих движения ЗСЗ-ВЮВ Исландского минимума и ЗЮЗ-ВСВ Азорского максимума. Локализация средних центров к югу от Исландии и
к западу от Пиренейского полуострова фиксируется по координатам, снятым с карт приземного давления и подтверждается близостью средних значений параметров и умеренной величиной их сезонного и межгодового рассеяния.
Нельзя не обратить внимания на устойчивость от года к году среднего положения центров действия и направления градиента, иллюстрируемого перпендикулярной к градиенту стрелкой, среднее положение которой за 15 лет (1996-2010 гг.) представлено на рис. 2. Угол, который она составляет с параллелью, варьирует, появляется то северная, то южная составляющие. В целом перенос над Северной Атлантикой неизменно направлен с запада на восток - "westerlies". Это подтверждает исключительную фундаментальность названной закономерности.
Устойчивость параметров Северо-Атлантических ЦДА представляет интерес в связи с наблюдаемыми чрезвычайными явлениями погоды в приатлантической части европейского континента и предполагаемыми причинами потепления климата в целом.
Региональные центры, определяющие погоду. Ежедневно и непосредственно на погоду региона обычно влияет более близкое барическое образование. Определяющие ежедневную региональную погоду барические центры, перемещаясь по направлению ведущего атмосферного потока, распределены в основном над территорией Европы и акваторией прилегающих морей. Средние месячные центры располагаются более компактно. Их ареалы взаимно перекрываются, наклады-ваясь один на другой. При этом центры циклонов
- 45
«У — Г :40
\__/П -
35
111111111111111111111111111111111111111111111111111111— 30 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Е
Рис. 2. Среднемноголетнее (1996-2010 гг.) положение Северо-Атлантических центров действия атмосферы и направление результирующего переноса.
тяготеют к СЗ, центры антициклонов - к ЮВ относительно центральной части распределения, каковой условно можно считать Южную Скандинавию и Ютландию. Средние годовые центры группируются более кучно: циклонические - над Южной Швецией, антициклонические - над Юго-Восточной Балтикой (рис. 3). Сезонные миграции средних циклонических и антициклонических центров представляются хаотическими, но они не смешиваются. В межмесячных перемещениях средних антициклонов преобладает зональная составляющая, в перемещениях средних циклонов -меридиональная составляющая [1].
Перенос, который над Атлантическим океаном остается западно-восточным, при подходе к европейскому континенту следует в соответствии с генеральным простиранием берега и реализуется в трех направлениях, образуя ветви: северная проходит через Шотландию на Скандинавию, центральная - вдоль Балтийского моря, южная -через Средиземное море. В Юго-Восточной Балтике центральная ветвь изменяет направление вместе с изменением ориентации берега - с зонального запад-северо-западного на более меридиональное с появлением составляющей, направленной с юга на север (рис. 3). Рассчитанные по данным за 1996-2010 гг. тренды положения (ши-
рота ф° долгота А.°, глубина/мощность гПа) барических образований, определяющих погоду в регионе, показали, что в течение этого периода давление в центре атмосферных вихрей претерпело изменение: циклоны стали менее глубокими (+0.10 гПа/год), антициклоны - менее мощными (-0.06 гПа/год), сами центры сместились южнее (0.10°/год - циклоны, 0.04°/год - антициклоны). Произошла подвижка центров на восток, причем скорость смещения циклонов оказалась почти в 2 раза больше, чем антициклонов (0.15°/год и 0.08°/год соответственно). Выявленные в последние годы особенности атмосферной циркуляции над Юго-Восточной Балтикой могут быть причиной некоторых климатических изменений в Балтийском регионе [5].
Изменчивость параметров режима. Мониторинг, на который опирается данная работа, включает ежедневные наблюдения атмосферного давления Р гПа; температуры воздуха Та и воды Tw °С; точки росы, т °С; осадков, Ns (от нем. Niederschläge), мм; ветра (модуль V, зональный Z, меридиональный M), м/с; течения - прямое F^ и обратное ^F, м/с; уровня воды, Н см БС, полученные в метеолаборатории музейного судна "Витязь" (устье р. Преголи, центр г. Калининграда) в 1996-2010 гг. [3]. Кроме того, рассмотрены положения ЦДА за 1996-2010 гг.: Pj и PA ф1 и фА A.J и А.а - соответственно давление в центре, широта и долгота Исландского и Азорского барических образований (рис. 2), взятые по картам приземного анализа за 00 ч GMT метеоцентра Бракнелл [18].
Расширенная корреляционная матрица позволяет выявить степень зависимости гидрометеорологических элементов в Вислинском (Калининградском) заливе от интенсивности атмосферной циркуляции над Балтийским морем (табл. 1). Прежде всего, с увеличением давления в центре Азорского максимума происходит его смещение к северу (0.59) и на восток (-0.38). Значимая обратная связь (-0.61) между широтой и долготой Исландского минимума показывает, что чем севернее Исландский минимум, тем ближе он расположен к Европе. Коэффицие
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.