ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2015, том 42, № 3, с. 322-328
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОД СУШИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
УДК 551.468.1:551.465.75(261.24)
О ЗИМНЕЙ ШТОРМОВОЙ АКТИВНОСТИ 2011-2012 гг. И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯХ ДЛЯ ПОБЕРЕЖЬЯ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ БАЛТИКИ1
© 2015 г. В. П. Бобыкина*, Ж. И. Стонт**
*Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова 236022 Калининград, просп. Мира, 1 **Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта 236014 Калининград, ул. А. Невского, 14 E-mail: ocean_stont@mail.ru; stont@atlas.baltnet.ru Поступила в редакцию 05.12.2012 г.
Рассмотрены штормовые условия зимнего периода 2011—2012 гг. Показаны условия формирования шторма в середине января 2012 г. Шторм, который характеризуется не самыми сильными, но северными ветрами, но в сочетании с высоким уровнем моря (более 1 м), оказался разрушительным для берегов Калининградской области. Наиболее пострадали курортные районы северного побережья Самбийского п-ова. Анализ предштормовых метеоусловий, прохождения шторма и вызванных им разрушений на берегах Калининградской области, позволяет предвидеть последствия при повторении аналогичной экстремальной ситуации.
Ключевые слова: циклонические вихри, штормовая активность, траектории циклонов, мониторинг, динамика берегов.
Б01: 10.7868/80321059615030025
Калининградская область расположена на побережье Юго-Восточной Балтики (рис. 1). Протяженность береговой линии составляет ~150 км. Особенности морфологии и динамики берегов обусловлены тем, что они приурочены к трем основным морфоструктурным элементам: возвышенному (высотой до 40 м) Самбийскому п-ову и простирающимся от него песчаным косам: к северо-востоку — Куршской и к юго-западу — Вис-линской. Косы сложены рыхлыми песками, а полуостров — комплексом ледниковых и водно-ледниковых отложений, т.е. слабоустойчивыми к абразии породами.
Известно, что наиболее сильные деформации берегов связаны со штормами. Причем для бесприливных берегов Балтики их разрушительная сила зависит от сочетания силы волнения и высоты стояния уровня моря в момент прохождения
1 Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы" Минобрнауки России, уникальный идентификатор КРМЕИ57414Х0091 (организация экспедиций); при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-37-00047 "Геоэкологические условия морского природопользования в российском секторе Юго-Восточной Балтики").
шторма [6]. Именно такими были экстремальные штормы, о последствиях которых сообщается в работах [4, 7, 8, 11, 12], но в них отсутствует анализ условий их формирования и прохождения.
Цель настоящей работы — анализ штормовых условий в зимний период 2011—2012 гг. и обсуждение последствий воздействия на берега экстремального для Калининградской области шторма, вызванного северными ветрами при высоком стоянии уровня моря, в январе 2012 г. Такой комплексный подход позволит прогнозировать возникновение разрушительных штормов, вызванных совокупностью северных ветров и высокого стоянием уровня моря.
Январский шторм 2012 г. обрушился на северное побережье Самбийского п-ова (рис. 1) и стал причиной значительных разрушений на берегах основных курортных городов и районов Калининградской области, принес многомиллионные убытки. Условия формирования этого шторма и вызванные им последствия имели свои особенности. Проведенный послештормовой мониторинг показал, что размыв наблюдался фактически повсеместно, но носил неоднородный характер.
55°30'
55°00'
54°30'
Рис. 1. Карта Калининградской области.
ВЕТРОВОЙ РЕЖИМ
В Юго-Восточной Балтике в поле ветра преобладают юго-западные и западные направления, их скорость увеличивается в холодный период года, что обусловлено общей циркуляцией атмосферы и географическими особенностями региона. Простирание континентальной береговой линии Балтийского моря от Датских проливов на восток — зональное, в Юго-Восточной Балтике у северо-восточной оконечности Куршской косы оно меняется на меридиональное. Протяженность основной части акватории Балтийского моря по меридиану составляет 12°.
Рельеф северной части Центральной Европы способствует беспрепятственному прохождению атлантических циклонов, что и определяет режим ветра в целом [1]. Циклоны по своим траекториям разделены на три типа: западные, северные и северо-восточные ("ныряющие"), южные [5].
Штормы достигают наибольшей повторяемости (20—35%) в период с октября по февраль. По данным [9], число дней с сильным (15 м/с и более) ветром составляет 22—38, а в отдельные годы 45—60 дней. До 80% штормов приходится на осенне-зимний период, их сила обычно составляет 7—
8 баллов (скорость 14—18 м/с), иногда — 9—10 баллов (скорость 20—25 м/с). Штормы чаще всего приходят с юга, юго-запада и юго-востока, однако не исключена возможность появления штормов северных румбов. Продолжительность штормов обычно — 1, крайне редко — 2—3 сут. Термобарические условия образования и развития циклонов рассмотрены в [5].
На морской ледостойкой стационарной платформе (МЛСП D-6), расположенной в ~20 км от берега Куршской косы, за период 2006—2011 гг. по данным ежечасных наблюдений (~52560 случаев) было отмечено 1433 случая с ветрами скоростью >15 м/с (2.73%), из них в 148 (0.28%) случаях скорость превышала 18 м/с. В 46 случаях измерена скорость 21—25, в 10 случаях — 26—30 м/с. Штормовой ветер был преимущественно западного и северного направления. Подробно особенности штормовых ветров за период 2004—2010 гг. рассмотрены в [10].
Штормовые ветры играют значительную роль в разрушительных процессах в прибрежных районах, в формировании берегового рельефа. Межгодовые колебания средней скорости ветра, по данным МЛСП D-6, за 2006—2012 гг. характери-
Уровень Крыница Морска Уровень 60 и 80 см
Ветер D-6
Скорость 15 и 20 м/с
Скорость, м/с 50
Уровень, см 160
140
120
100
80
60
40
20 |-
0
-20
-40
16 19 22 25 28 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 3 6 9 12 15 Ноябрь 2011 г. Декабрь 2011 г. Январь 2012 г.
Рис. 2. Ход уровня (Крыница Морска (Кгуш2а Могека), Польша) и скорости ветра (МЛСП В-6) в зимние периоды 2011-2012 гг.
- 45
- 40
35 30 25 20 15 10 5
зовались положительным линейным трендом 0.01 м с-1/год, приращение среднегодовой скорости за этот период составило ~0.1 м с-1/период. Количество дней с сильными ветрами (>15 м с-1) за этот период увеличилось - тренд 0.7 дн/год, приращение составило 5 дней. Расчет трендов для максимальной измеренной скорости ветра, по ежечасным наблюдениям, в Юго-Восточной Балтике за период 2006-2012 гг. выявил увеличение повторяемости скоростей >15 и особенно >20 м с-1, соответствующие трендовые приращения - 1 и 8 ч/год.
Анализ данных о направлении ветра показал, что произошли изменения: уменьшилась доля преобладающих юго-западных ветров (тренд -0.5%/год), а также северо-восточных и восточных, которые по силе редко бывают штормовыми. Но увеличилась доля ветров северных румбов: тренд северо-западных ветров составил 0.1, северных - 0.3%/год.
В связи с наблюдаемыми тенденциями в изменениях скорости и направления ветров, повторяемости штормов можно ожидать увеличения вероятности разрушительных штормов, вызванных северными ветрами.
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗИМНИХ ШТОРМОВ 2011-2012 гг.
Зимний период 2011-2012 гг. отличался повышенной циклонической активностью. Большую часть ноября 2011 г. Юго-Восточная Балтика находилась под влиянием антициклонов. Наблюдались ветры со скоростью <10 м/с. Уровень моря колебался около нуля поста (рис. 2; по расчетным данным поста Крыница Морска (Кгупка Могзка, Польша) [13], для побережья Калининградской области данные гидрологических постов недоступны). 26-28 ноября акватория Юго-Восточной Балтики оказалась под влиянием активного подвижного циклона, который переместился с Атлантики на юг Швеции и обусловил ветреную погоду. Ветер западных румбов (юго-западный с переходом на западный, потом северо-западный) постепенно достиг силы штормового, и в ночь на 28 ноября была отмечена скорость ветра 29 м/с, что соответствует 11 баллам по шкале Бофорта. В порывах ветер достигал ураганной силы - 37 м/с. Продолжительность шторма составила ~40 ч. Вероятность такой скорости в ноябре составляет <0.1% [9]. Уровень моря в Крынице Морской, по расчетным данным, резко поднялся до 80 см и затем колебался около отметки 60 см. В декабре штормовая активность усилилась, было отмечено
0
10 штормов со скоростью ветра до 20 м/с преимущественно южного, юго-западного, западного направлений продолжительностью до 2 сут.
В январе 2012 г. по-прежнему циклоны создавали штормовую погоду в Юго-Восточной Балтике. 12 января очередной циклон согласно ведущим потокам "нырнул" в район Ботнического зал., 13 января его центр оказался над территорией Ленинградской области. Заполняясь, он смещался в южном направлении через территорию Белоруссии в сторону Украины. Северо-западная периферия этого циклона оказалась над территорией Калининградской области; ветер северных румбов усилился до шторма. По ежечасным данным АГМС, установленной на МЛСП D-6, 14 января 2012 г. в 06 ч была измерена скорость ветра 22 м/с (10 баллов по шкале Бофорта) с порывами 28 м/с, продолжительность шторма составила 36 ч. Такая скорость ветра возможна один раз в 5 лет при осреднении 5 с. Расчетная вероятность такого ветра северных румбов составляет <0.1% [9]. Уровень моря при нагонных ветрах северных румбов поднялся до отметки 140—160 см (рис. 2).
Волны высотой до 5—6 м, сформировавшиеся при высоком уровне моря в течение 1.5 сут, распространялись с севера. Приближаясь по нормали к северному берегу Самбийского п-ова, они вызвали активное разрушение берегов и полностью смыли пляжи от м. Таран до Куршской косы.
Обычно самые сильные штормы приходят в Калининградскую область с юго-запада и запада. Порождаемые ими волны имеют сравнительно небольшую длину разгона. При этом северное побережье оказывается в зоне ветровой и волновой тени. Поэтому предыдущие штормы зимнего сезона 2011—2012 гг. с ветрами большей силы и продолжительности, но при более низком стоянии
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.