УДК 551.524.33(262.5+210.5)
Экстремальные межгодовые колебания температуры воздуха на побережье Черного моря
В. Б. Титов*, Н. И. Кузеванова*
Рассмотрено формирование температурного режима и перепадов температуры воздуха в смежные годы в зависимости от ветрового режима. Установлено воздействие ветра северо-восточных и юго-восточных секторов на температуру воздуха. Выявлено противоположное влияние ветра северо-восточных и юго-восточных румбов на температуру в зимний и летний сезоны.
Ключевые слова: межгодовые колебания температуры воздуха, ветровой режим, побережье Черного моря, циркуляция атмосферы.
1. Введение
Одной из главных особенностей термического режима атмосферы в районе Черного моря являются резкие колебания (перепады) средней месячной температуры воздуха в последовательные (смежные) годы [13]. Межгодовые перепады температуры воздуха оказывают большое влияние на интенсивность гидрофизических процессов в Черном море, его гидрологическую структуру, экологию и биопродуктивность [10—12, 14, 15].
Главной причиной резких колебаний температуры воздуха являются циркуляционные механизмы атмосферы, которые перераспределяют поступающую солнечную тепловую энергию в приземном слое, формируя региональный термический режим атмосферы [2—4]. Поэтому в настоящей статье рассматривается взаимосвязь между резкими межгодовыми перепадами средней месячной температуры воздуха в смежные годы и региональным ветровым режимом в районе Черного моря.
2. Исходные данные и их обработка
В качестве исходных данных использованы вековые ряды средних месячных значений температуры воздуха на 13 морских гидрометеорологических станциях Черного моря (табл. 1). По этим данным были выбраны наибольшие перепады средних месячных значений температуры воздуха в смежные годы (разность температуры АТ между последующим и предшествующим годом; табл. 2).
* Южное отделение Института океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук; e-mail: sbsio@inbox.ru.
Таблица 1
Измерения температуры воздуха на гидрометеорологических станциях Черноморского побережья
Станция Время измерений (начало — конец) Длина ряда, год
Одесса Январь 1894 г. — декабрь 1985 г. 92
Николаев Январь 1881 г. — декабрь 1983 г. 103
Севастополь Январь 1882 г. — декабрь 1983 г. 102
Ялта Январь 1881 г. — декабрь 1983 г. 103
Феодосия Январь 1881 г. — декабрь 1983 г. 103
Керчь Январь 1881 г. — декабрь 1982 г. 102
Анапа Январь 1899 г. — декабрь 1985 г. 87
Но во рос сийск Январь 1872 г. — декабрь 1983 г. 112
Геленджик Январь1922 г. — декабрь 2013 г. 92
Ту ап се Январь1903 г. — декабрь 1988 г. 86
Сочи Январь 1877 г. — декабрь 1985 г. 109
Поти Январь 1912 г. — декабрь 1985 г. 74
Батуми Январь 1882 г. — декабрь 1985 г. 104
Как видно из данных табл. 2, наибольшие перепады температуры наблюдаются зимой в северо-западном районе Черноморского побережья. Отрицательные перепады температуры здесь достигают следующих значений: -12,70С (Одесса), -14,50С (Николаев), -12,0оС (Керчь) в январе 1895 и 1896 гг., а положительные составляют до 17,30С (Керчь) и 17,80С (Феодосия) в феврале 1954 и 1955 гг.
В юго-восточном регионе побережья (Сочи — Батуми) зимние перепады температуры в 2—3 раза меньше (6—8°С), в летние месяцы — в 3— 4 раза меньше, чем зимой.
По исходным данным сформированы три группы перепада температуры: нулевые (АТ = 0,00С), положительные и отрицательные перепады. Для каждой группы по срочным наблюдениям были выбраны и осреднены повторяемости ветра (по 16 румбам) и соответствующие им значения температуры воздуха. Обобщенные данные по каждой группе перепада температуры получены для двух зимних (январь, февраль) и двух летних (июль, ав густ) ме ся цев.
3. Анализ результатов
Результаты обработки для каждой группы межгодовых перепадов температуры представлены на рис. 1—3. На каждом фрагменте рисунка показано распределение температуры воздуха Та и повторяемости ветра Р по 16 румбам в предшествующий и последующий годы. Сопоставляя распределение температуры с повторяемостью ветра для каждого месяца в смежные годы, можно установить причину межгодовых перепадов температуры воз ду ха.
На рис. 1 пред став ле ны дан ные для груп пы нуле вых пе ре па дов, т. е. когда среднемесячная температура в предшествующий и последующий годы оставалась неизменной. Как видно на рисунке, причиной этой межгодовой стабильности температуры является постоянство ветрового режи-
Таблица 2
Максимальные перепады среднемесячной температуры воздуха (°С) в смежные годы
Месяц Смежные годы Одесса Николаев Севастополь Ялта Феодосия Керчь Анапа Новороссийск Геленджик Туапсе Сочи Поти Батуми
I 1895,1896 -12,7 -14,5 -4,7 -6,8 -9,4 -12,0 -10,7 -11,0 -9,6 -8,0 -5,8 -5,4 -4,4
1950,1951 6,9 7,5 7,2 5,7 9,0 7,8 9,2 9,3 8,5 8,6 6,2 5,8 6,1
II 1910,1911 -9,9 -11,8 -9,1 -7,0 -11,7 -11,0 -10,4 -9,5 -7,4 -9,0 -8,1 -5,7 -6,7
1954,1955 12,6 14,4 9,8 7,9 17,8 17,3 13,7 11,1 8,9 8,3 6,0 4,5 6,6
III 1929, 1930 6,6 8,0 7,4 6,1 8,8 8,5 8,7 8,4 7,6 6,7 6,4 5,6 6,0
1947, 1948 -3,1 -4,3 -6,7 -4,3 -6,8 -5,1 -6,9 -6,8 -6,4 -5,4 -6,1 -5,7 -5,4
IV 1928, 1929 -3,6 -5,1 -3,8 -3,3 -4,1 -4,4 -4,5 -4,4 -4,5 -4,3 -2,6 -1,8 -1,5
1949,1950 3,2 5,7 5,6 4,8 5,6 4,9 5,7 6,8 6,6 6,1 7,7 7,0 6,7
V 1919,1920 5,4 6,1 3,5 3,2 4,5 4,1 2,9 3,1 2,6 2,3 2,1 2,2 1,9
1979, 1980 -5,5 -5,5 -2,3 -3,4 -4,3 -4,6 -4,1 -4,3 -4,2 -3,8 -3,1 -2,5 -3,1
VI 1900,1901 3,1 3,5 2,1 2,7 3,6 3,7 3,3 4,2 3,9 2,7 4,0 2,1 2,1
1924,1925 -5,8 -6,7 -4,7 -4,7 -4,8 -5,7 -4,2 -4,7 -4,1 -4,3 -4,3 -4,2 -4,7
VII 1901, 1902 -3,4 -3,8 -2,8 -2,4 -3,0 -2,8 -2,9 -3,4 -3,2 -2,8 -2,8 -2,7 -2,2
1935,1936 5,1 3,5 3,6 4,3 3,9 3,5 2,9 4,3 3,9 3,3 2,8 2,5 2,6
VIII 1928, 1929 6,1 5,8 4,3 4,4 5,5 5,4 4,8 5,3 5,7 5,5 5,4 4,8 5,3
1972, 1973 -2,4 -3,3 -3,1 -3,4 -4,7 -4,3 -3,7 -4,1 -3,7 -3,4 -3,3 -2,9 -2,8
IX 1883,1884 -2,6 -3,8 -3,6 -4,6 -4,8 -3,2 -4,6 -5,4 -4,0 -4,5 -5,0 -3,4 -3,9
1936, 1937 4,4 4,8 4,4 4,6 4,7 5,6 4,7 5,7 4,8 5,4 5,1 4,8 4,3
X 1919, 1920 -6,6 -7,3 -8,9 -7,2 -8,3 -8,3 -9,0 -8,5 -8,0 -7,8 -6,8 -5,8 -5,8
1951, 1952 5,4 6,6 6,8 6,4 7,8 7,1 8,6 7,7 6,2 6,7 6,3 6,0 5,6
XI 1919, 1920 -5,2 -5,4 -9,7 -8,5 -9,7 -9,2 -10,1 -9,7 -9,2 -8,5 -7,4 -7,1 -6,8
1953,1954 5,7 6,6 8,7 7,7 9,3 8,2 9,0 9,0 8,5 8,6 7,9 6,2 5,9
XII 1934,1935 5,7 7,0 6,3 4,1 7,2 6,1 6,6 5,8 5,6 5,4 4,4 2,9 2,9
1947, 1948 -6,4 -7,3 -8,7 -6,8 -9,9 -10,0 -11,1 -10,1 -9,0 -8,3 -6,2 -5,4 -5,8
л и л
о ч
О й
О -
О
о
Рис. 1. Распределение температуры воздуха Та (а, в, д, ж) и повторяемости ветра Р (б, г, е, з) по 16 румбам круга в январе (а, б), феврале (в, г), июле (д, е) и августе (ж, з) при нулевых перепадах температуры (АТ = Т2 - Т1 = 00С) в смежные годы.
1 — температура Т и повторяемость ветра Р\ в предшествующий год; 2 — температура Т2 и повторяемость ветра Р2 в последующий смежный год; горизонтальная линия — среднемесячная температура.
ма в смежные годы. Таким образом, если ветровой режим (повторяемость ветра по 16 румбам) в оба смежных года не изменялся, то и температура воздуха оставалась прежней.
На рис. 2 представлены условия формирования отрицательных перепадов температуры, когда она понижалась между предшествующим и последующим годом. В январе и феврале повышенная температура предшествующего года обусловлена преобладающей повторяемостью ветров юго-восточного (теплого) сектора (между восточным и южным румбами). Суммарная повторяемость ветра этого сектора составляла в январе 53%, в феврале 66%. В то же время повторяемость ветра северо-восточного (холодного) сектора минимальна: в январе 36% и в феврале 17%.
Пониженная температура последующего года, наоборот, формируется при наибольшей суммарной повторяемости ветра северо-восточного сек-
Рис. 2. То же, что на рис. 1, при отрицательных перепадах температуры.
а)Т = 7,20С, Т2 = 0,60С, АТ = -6^С; в) Т = 7,40С, Т2= 1,00С, АТ = -6,40С; д) Т\ = 25,20С, Т2 = 21,40С, АТ=-3,80С;ж) ^ = 25,00^ Т2 = 21,80С, АТ = -3,20С.
тора (74% в январе и 53% в феврале) и наименьшей повторяемости ветра юго-восточного сектора (25% в январе и 33% в феврале).
Как видно на рис. 2а—г, зимой наибольшее влияние на повышение температуры предшествующего года оказывает ветер юго-восточного румба (13% в январе и 33% в феврале), а на понижение температуры последующего года — ветер северо-восточного румба (30% в январе и 24% в феврале). Максимумам повторяемости ветра юго-восточного румба соответствуют максимумы температуры предшествующего года, а максимумам повторяемости ветра северо-восточного румба — минимумы температуры по следу ю ще го года.
Таким образом, разность между повышенной температурой в предшествующий год и пониженной температурой в последующий год образует отрицательный перепад температуры: в январе -6,60С, в феврале -6,40С.
На рис. 2д, ж приведены данные, характеризующие температуру воздуха и ее отрицательные перепады в предшествующие и последующие годы летом. Воздействие ветрового режима на температуру воздуха в летний сезон ослабляется, так как преобладает неустойчивый по направлению ветер с малой скоростью (0—5 м/с) (рис. 2е, з). Интенсивность переноса воздушных масс с их термическими характеристиками существенно уменьшается, вследствие чего перепады температуры летом в смежные годы уменьшаются в 2—3 раза (табл. 2).
Как видно на рис. 2, наибольшее влияние на температуру воздуха летом оказывает ветер северо-восточного сектора (его повторяемость в июле 17%, в августе 40%). Следует отметить, что воздействие северо-восточного ветра на температуру воздуха в зимние и летние сезоны диаметрально проти во полож но: зи мой ве тер се ве ро-вос точ но го секто ра по ни жа ет тем пе-ратуру (рис. 2а, в), а летом — повышает ее (рис. 2д, ж). Это кажущееся противоречие связано с тем, что летом через Европу на восток (до При т каспийского региона) распространяется отрог азорского квазистационарного антициклона с теплым воздухом. Потоки северо-восточных румбов переносят этот воздух с более высокой температурой на юг.
В то же время ветер южного сектора вызывает не повышение температуры, как следовало ожидать, а небольшое ее понижение. Это обусловлено тем, чт
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.