ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2007, № 1, с. 35-44
= ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ
УДК 551.5
ПОВТОРЯЕМОСТЬ МЕТЕЛЕЙ В 1960-1980-е гг. НА ВОДОСБОРЕ ВОЛГИ И УРАЛА1
© 2007 г. А. В. Мещерская, Э. И. Шевкунова, И. Ф. Гетман
Главная геофизическая обсерватория Поступила в редакцию 23.07.2004 г.
Рассмотрены линейные тренды повторяемости общих метелей в декабре - феврале 1963-1990 гг. Анализируются три характеристики метелей: число дней с метелью М, число часов с метелью т и продолжительность метелей в день с метелью Ь.
Показано, что за рассматриваемый период почти на всех станциях линейные тренды всех трех характеристик метелей отрицательны. Продолжительность метелей в день с метелью тоже уменьшилась, но существенно меньше: в 1.1; 1.2 и 1.8 раз в 1-ой, 11-ой и Ш-ей зонах. Выявлено, что в течение 1961-1990 гг. повторяемость скоростей ветра в диапазоне 6-9 м/с уменьшилась на 47, 46, 79 и 66% соответственно в Вологде, Павельце, Самаре и Александрове-Гае. Уменьшение повторяемости больших скоростей ветра (V > 10 м/с) проявляется еще сильнее.
Уменьшение повторяемости метелей и больших скоростей ветра за рассматриваемый период вызываются общими причинами как природного, так и антропогенного характера.
Введение. При оценках изменения климата в XX столетии основное внимание обычно уделяется температуре воздуха и осадкам, значительно реже рассматриваются изменения таких важных характеристик климата, как облачность, снежный покров, ветер. Изменения некоторых характеристик климата не рассматривались вообще. К ним относятся, в частности, метели. В какой-то мере это связано с тем, что метель как атмосферное явление не является измеряемой величиной, а отмечается наблюдателем субъективно.
Как известно, различают общую метель, низовую метель и поземок. В Наставлениях гидрометеорологическим станциям и постам за разные годы формулировки метелей несколько изменялись со временем, но не кардинально. Согласно самому позднему изменению к Наставлению гидрометеорологическим станциям и постам 1985 года, изданному в 1997 г. [8], метель - это перенос снега, выпадающего и/или поднятого с поверхности, вызванный сильным порывистым ветром, в результате чего происходит перераспределение высоты снежного покрова и изменение структуры снега. Общая метель - хаотическое движение частиц снега, при котором трудно определить, переносится ли выпадающий снег или снег срывается с поверхности снежного покрова, видимость ухудшена как по горизонтали, так и по вертикали.
В данной работе рассмотрены только общие метели, а территория ограничена водосбором рек Волги и Урала. Авторы не уделили должного внимания климатологии метелей, поскольку в 50-х-70-х годах ей посвящено несколько статей
1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 02.05-64834).
[4, 5, 12] и монография В.М. Михеля, А.В. Рудневой и В.И. Липовской [19]; разделы Справочников по климату СССР [18, 23] и монографии "Климат России" [9].
Основная цель данной статьи - проследить изменения характеристик метелей за период с 1963 по 1990 г. в указанном регионе. Количественные оценки получены с помощью линейных трендов. Для объяснения полученных результатов дополнительно привлекались тренды средних скоростей ветра и их повторяемостей по градациям, а также тренды высоты снежного покрова.
Исходные материалы. Для метелей расчеты выполнены по данным 22 станций. Их список содержится в табл. 1, а местоположение - на рис. 1.
Рассмотрены три характеристики метелей: число дней с метелью (М), число часов т с метелью (в Справочниках [23] и ежемесячниках [11] оно названо продолжительностью метелей), а также продолжительность метелей в день с метелью (Ь).
Характеристики метелей за каждые сутки выбирались из метеорологических ежемесячников [11] и использовались Э.Г. Богдановой и Б.М. Ильиным для корректировки суточных сумм осадков по методике В.С. Голубева [3]. В целях мониторинга повторяемости метелей суточная детализация не нужна. В дальнейшем анализ повторяемости метелей выполнен путем осреднения суточных данных за зимний сезон с декабря по февраль, когда данные более устойчивы. Заметим, что на южных станциях в мае метелей вообще нет, а в апреле и октябре их повторяемость мала, особенно в поздние годы. Поэтому оценки линейных трендов повторяемости метелей весной и осенью весьма ненадежны, особенно на юге.
35
3*
Таблица 1. Среднее число дней с метелью М, число часов с метелью т и средняя продолжительность Ь метелей (в день с метелью) за ХП—П в 1963-1990 гг. по станциям на водосборе Волги и Урала
Станция Нормы
а б а - б Рм, т, Ь КМ, т, Ь К, Ксн
Зона I
1. Вологда М 20 25 -5 -0.50 2.0 1.1 0.4
т 154 -4.22 2.1
Ь 7.4 8.6 -1.2 -0.04 1.2
2. Вятка М 24 30 -6 -0.30 1.4 1.5 0.7
т 186 -4.7 2.0
Ь 7.4 9.4 -2.0 -0.08 1.3
10. Елатьма М 12 - - -0.04 1.1 1.3 1.2
т 73 0.93 0.7
Ь 6.6 0.14 0.5
4. Кострома М 32 38 -6 -0.27 1.3 2.3 0.7
т 270 -4.20 1.5
Ь 8.5 9.1 -0.6 -0.06 1.2
6. Красноуфимск М 22 26 -4 -0.64 2.3 1.3 1.0
т 144 -5.51 3.1
Ь 6.2 - -0.05 1.2
9. Москва М 13 16 -3 -0.47 2.8 1.6 1.3
т 89 -3.8 3.7
Ь 6.0 7.4 -1.4 -0.04 1.2
7. Н. Новгород М 16 28 -12 -0.53 2.6 1.2 1.2
т 91 -3.79 3.6
Ь 5.2 7.7 -2.5 -0.07 1.4
22. Павелец М 21 - - -0.93 4.0 2.2 0.7
т 150 -7.80 5.7
Ь 6.9 8.1 -1.2 -0.01 1.0
3. Пермь М 39 35 4 -0.63 1.6 1.6 1.0
т 399 -6.65 1.6
Ь 9.7 -0.02 1.1
Средние по зоне I М 22.1 -4.6 2.1 1.6 0.9
т 172.9 2.7
Ь 7.1 -1.5 1.1
Зон а II
5. Ижевск М 26 22 4 -0.12 1.1 0.9 0.9
т 206 -0.41 1.1
Ь 7.5 - 0.01 1.0
8. Казань М 24 29 -5 -0.46 1.7 1.4 0.9
т 166 -3.66 1.8
Ь 6.8 - -0.04 1.2
15. О. Городок М 19 22 -3 -0.55 2.3 1.1 0.6
т 137 -4.09 2.4
Ь 6.9 - -0.01 1.0
12. Самара М 16 18 -2 -0.65 3.4 1.4 0.6
т 122 -5.25 3.8
Ь 7.2 8.4 -1.2 -0.0 1.0
13. Тамбов М 18 20 -2 -0.55 2.4 1.2 -
т 132 -5.36 3.4
Ь 6.5 8.5 -2.0 -0.06 1.3
11. Уфа М 21 26 -5 -0.01 1.0 1.2 1.0
т 152 -2.10 1.5
Ь 7.3 - -0.10 1.5
Средние по зоне II М 20.7 22.8 -2.2 2.0 1.2 0.8
т 152.5 2.3
Ь 7.0 -1.6 1.2
Таблица 1. Окончание
Станция Нормы
а б а - б ßM, m, L KM, m, L K, Ксн
Зона III
18. Александров-Гай M 13 18 -5 -0.52 3.6 1.5 2.2
m 84 -3.88 4.3
L 6.0 7.8 -1.8 -0.03 1.2
17. Актюбинск M 21 26 -5 0.05 0.9 1.6 0.9
m 177 -1.04 1.2
L 7.7 10.9 -3.2 -0.09 1.4
21. Астрахань M 4 9 -5 -0.24* 6.8* 1.5 1.0
m 23 -1.65* 6.3*
L 5.7 6.8 -1.1 -0.22 5.6
14. Оренбург M 21 21 0 -0.02 1.0 0.9 1.2
m 167 0.43 0.9
L 7.6 7.5 0.1 0 1.0
19. Гурьев M 4 6 -2 -0.07 1.5 1.3 0.2
m 29 -0.17 1.2
L 5.9 6.9 -1.0 0.07 0.7
16. Уральск M 1.0 24 -14 -0.20 1.7 1.0 0.5
m 61 -0.62 1.3
L 5.4 7.0 -1.6 0.12 0.5
20. Элиста M 10 16 -6 -0.55 7.4* 0.8 0.3*
m 93 -6.25 6.3*
L 7.2 9.9 -2.7 -0.20 2.3
Средние по зоне III M 11.8 17.1 -5.3 3.3 1.2 0.9
m 90.6 65.2 3.1
L 6.5 8.1 -1.6 1.8
Пояснения к таблице: а) средние многолетние значения характеристик метелей за 1963-1990 г.; б) - то же по данным Справочника по климату СССР [19] за период до 1964 г.; Рм т ь/год - коэффициенты регрессии характеристик метелей; отношение первого значения линии тренда к последнему для: характеристик метелей (Км т ь), средней годовой скорости ветра (Кв) и высоты снежного покрова в третьей декаде февраля (Ксн). Ориентировочные значения Рм т ь и Км т ь отмечены*.
Для анализа трендов скорости ветра использованы 4-срочные (за единые сроки) данные наблюдений за 1936-1990 гг. в декабре - феврале на четырех станциях (из 22). Высота снежного покрова по постоянной рейке представлена декадными значениями на 21-й станции в конце февраля.
По аналогии с другими работами авторов данной статьи [15], оценки изменения повторяемости метелей выполнялись для отдельных станций, а затем осреднялись. На водосборе Волги и Урала прослеживается шесть зон увлажнения, границы которых приняты в соответствии с картой С.А. Сапожниковой и Д.И. Шашко [1]; впоследствии они были уточнены Е.Н. Романовой [22]. Поскольку некоторые зоны увлажнения имеют относительно небольшую протяженность по долготе, представлялось целесообразным объединить соседние зоны и сформировать три зоны увлажнения: избыточно влажную и достаточно влажную (I зону), слабо засушливую и засушливую (II зону), очень засушливую и сухую (III зону). Границы водосбора Волги и Урала и трех природных зон увлажнения приведены на рис. 1.
Обсуждение результатов. Рассмотрим основные результаты расчетов для трех упомянутых выше характеристик метелей (табл. 1).
1. Число дней с метелью в сумме за три зимних месяца 1963-1990 гг. Среднее многолетнее число дней с метелью в декабре - феврале на каждой станции приведено в числителе дробей на рис. 1.
Наиболее метелевые районы приходятся на зону избыточного и достаточного увлажнения, особенно в восточной ее части вблизи Уральского горного массива. Максимальное число дней с метелью зимой наблюдается в Перми (М = 39 дней). К югу число дней с метелью уменьшается, достигая минимума в Астрахани и Гурьеве, где в 19631990 гг. зимой было всего по 4 дня с метелью, т.е. чуть более одной метели в месяц.
Несколько меньшим числом дней с метелью по сравнению с окружающими станциями отличаются Москва (М = 13) и Нижний Новгород (М= = 16). В [9] показано, что в крупных городах число дней с метелью уменьшено, что связано с за-
Рис. 1. Водосбор Волги и Урала, зоны увлажнения и расположение метеорологических станций, для которых оценивались тренды характеристик метелей за 1963-1990 гг.
I - зона достаточного и избыточного увлажнения; II зона - слабо засушливая и засушливая; III зона - очень засушливая и сухая. Числитель дроби - среднее многолетнее число дней с метелью в декабре - феврале 1963-1990 гг., знаменатель -номер станции в соответствии с табл. 1.
стройкой территории города и уменьшением скоростей ветра.
Необходимо подчеркнуть, что на рис. 1 приведено число дней с метелью зимой только для небольшой части
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.