Аэросиноптические условия в районе Алматы в октябре при выходе южных циклонов

Дисциплина: География
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 37 страниц
В избранное:

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АЛЬ-ФАРАБИ

Географический факультет

Кафедра метеорологии

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА

АЭРОСИНОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В РАЙОНЕ АЛМАТЫ В ОКТЯБРЕ ПРИ ВЫХОДЕ ЮЖНЫХ ЦИКЛОНОВ

Исполнитель

студент 4 курса М. Б. Момбаева

Научный руководитель

к. г. н. А. В. Чередниченко

Нормоконтролёр Т. П. Шишкина

Допущена к защите

Зав. кафедрой В. С. Чередниченко

АЛМАТЫ, 2007

РЕФЕРАТ

Выпускная работа общим объемом 38 страниц машинописного текста, содержит 1 таблицу, 14 рисунков, список использованных источников состоит из 10 наименований.

Цель работы: рассмотреть распределение южных циклонов различного типа в октябре, анализ синоптических условий при выходе южных циклонов и их влияние на погоду в районе Алматы

Ключевые слова: южные циклоны, южно-каспийский циклон, мургабский циклон, верхне-амударьинский циклон, синоптический процесс, фронты, планетарные высотные фронтальные зоны.

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение 4

1. Анализ источников посвященных изучению южных циклонов 5

1. 1 Южно-каспийский циклон 5

1. 1. 1 Характерное термобарическое поле и происхождение циклона 5

1. 1. 2 Преобразование термобарического поля и влияние орографии 7

1. 1. 3 Опасные явления, связанные с южно-каспийскими циклонами 10

1. 2 Мургабский циклон 11

1. 2. 1 Характерное термобарическое поле и происхождение циклона 12

1. 2. 2 Опасные явления, связанные с мургабскими циклонами 15

1. 3 Верхне-амударьинские циклоны 15

1. 3. 1 Термобарическое поле 16

2. Физико географическое описание местности 19

3. Условия возникновения и статистические характеристики южных

циклонов в октябре 22

3. 1 Статистические характеристики южных циклонов 22

3. 2 Синоптическая ситуация возникновения южно-каспийского

циклона 20 октября 2005 года 25

Выводы 37

Список использованных источников 38

ВВЕДЕНИЕ

Основная часть циклонов, наблюдающихся в Средней Азии и Казахстане, с которыми связаны резкие изменения погоды, приходит с юго-запада, зарождаясь над огромной территорией Передней Азии.

Большая повторяемость опасных явлений погоды на территории Казахстана в значительной мере обусловливаются циклоническими прорывами из районов южнее 45 º с. ш. (южными циклонами) . Эти циклоны по мере своего прохождения по территории республики вызывают резкие изменения погоды, которые порой наносят ущерб народному хозяйству. Особенно ярко это проявляется в зимние и переходные сезоны года.

Анализ случаев выхода южных циклонов на территорию республики позволил выделить три типа южных циклонов: южно-каспийские, мургабские, верхне-амударьинские. Название каждого определяется географическими районами их формирования или выхода.

При смещении южных циклонов по территории Казахстана при благоприятных условиях могут возникать такие опасные явления как ураганные ветры, продолжительные туманы, пыльные бури, метели с ухудшением видимости до 50-200 м, гололедно-изморозевые отложения, сильные осадки

Характер распределения, повторяемость и вид явления зависит от траектории перемещения циклонов. Интенсивность опасных явлений, распространение по площади очень сильно зависит от эволюции, вертикальной протяженности, горизонтальных размеров, длительности существования южных циклонов над Казахстаном.

1 АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ПОСВЯЩЕННЫХ ИЗУЧЕНИЮ ЮЖНЫХ ЦИКЛОНОВ

Согласно исследованиям среднеазиатских ученых на территорию Средней Азии выходят циклоны трех типов: южно-каспийские, мургабские и верхне-амударьинские /1/.

1. 1 Южно-каспийский циклон

Прорывом южно-каспийского циклона называется такой синоптический процесс, при котором циклон появляется над южной частью Каспийского моря или несколько восточнее и в течение 1, 5-2 суток пересекает Среднюю Азию в северо-восточном направлении.

При появлениях в пределах Средней Азии циклон всегда имеет теплый сектор, образованный воздушными массами тропического происхождения с низкой относительной влажностью. Прохождение теплого фронта циклона по территории Средней Азии сопровождается облачностью верхнего и среднего ярусов /2/.

Прохождение теплого фронта по равнинной части Средней Азии редко сопровождается осадками, они становятся более вероятными над горными районами.

Прохождение холодного фронта циклона, как правило, сопровождается осадками и усилением ветра, достигающей часто штормовой силы. Большая часть резких потеплений зимой в Средней Азии и ранние весенние паводки на реках связаны с прорывами южно-каспийских циклонов.

1. 1. 1 Характерное термобарическое поле и происхождение циклона

Как правило, южно-каспийские циклоны зарождаются над восточной частью Средиземного моря. Поэтому южно-каспийские циклоны приходят на территорию Средней Азии в виде вполне оформленных барических образований. Возникающие же над западной частью Средиземного моря, циклоны вообще не достигают Средней Азии.

Южно-каспийские циклоны развиваются на азиатской ветви фронта умеренных широт, проходящей от восточной части Средиземного моря через Месопотамию на Среднюю Азию /1/.

Существование азиатской ветви фронта умеренных широт связано с наличием в свободной атмосфере над этой территорией планетарной высотной фронтальной зоны (ПВФЗ), ориентированной обычно с юго-запада на северо-восток, под нею и возникают циклоны. Образование ПВФЗ при вторжении холодных воздушных масс, в район Восточного Средиземноморья, создающем горизонтальные температурные градиенты, значительно большие обычных. Эта зона располагается между образовавшимся здесь очагом холода и основной массой теплого тропического воздуха над Аравией и Южным Ираном.

Обычно распад юго-западной периферии антициклона, которая господствовала над Средней Азией перед прорывом южно-каспийского циклона, и прохождением последнего через эту территорию находятся в одном естественном синоптическом периоде. Следовательно, синоптические процессы предыдущего синоптического периода должны обеспечить проникновение холодных воздушных масс в Восточное Средиземноморье и образование здесь планетарной высотной фронтальной зоны с азиатской ветвью фронта умеренных широт. Это возможно при наличии меридионально преобразованного термобарического поля над Европой /3/.

Меридионально преобразованное термобарическое поле предшествующего периода характеризуется следующим: над Западной Европой располагаются высотный гребень или высотный антициклон и очаг тепла, а над Европейской территорией России (ЕТР) - высотный циклон и очаг холода с высотной ложбиной над Украиной. В следующем периоде гребень или высотный антициклон и очаг тепла над Западной Европой должны сохранится. Им у земли соответствует антициклон с отрогом на Юго-западную Европу. Высотный циклон и очаг холода над ЕТР также удерживаются. Над Украиной, Малой Азией и Месопотамией высотная ложбина углубляется вплоть до того, что в некоторых случаях в ней образуется самостоятельный центр низкого давления. Центр этот располагается над восточной частью Средиземноморья или над Черным морем и имеет замкнутый очаг холода.

При выполнении этих условий появление в пределах Средней Азии южно-каспийского циклона весьма вероятно. Естественно, что в реальной синоптической деятельности может встретиться целый ряд отклонений от этих схем, но общая картина потоков и распределения очагов тепла и холода хорошо сохраняется /1/.

У земли обычное течение процесса представляется в следующем виде: в момент зарождения циклона над Средиземным морем Южную и Юго-западную Европу и западную Украину занимает антициклон, а над севером и центром ЕТР располагается обширная циклоническая область, иногда создающая поле пониженного давления над восточной Украиной и Поволжьем. Над Казахстаном располагается антициклон, юго-западная периферия которого занимает Среднюю Азию. Дальнейшее смещение средиземноморского циклона происходит на северо-восток.

Тем временем антициклон над Юго-западной Европой несколько смещается на юго-восток. Циклоническая область с ЕТР перемещается на Урал или Западную Сибирь. В тылу ее из Скандинавии на юго-восток перемещается подвижный антициклон ли гребень высокого давления. Антициклон над Казахстаном, разрушаясь, медленно смещается на северо-восток.

Восточная часть Средиземного моря и Месопотамия представляют собой южную периферию центрального циклона. Именно здесь, на фронте умеренных широт под дельтой планетарной высотной фронтальной зоны, развивается средиземноморский циклон. Если над Фенно-Скандией продолжается динамический рост давления и сохраняется адвекция холода, то эти процессы усиливают планетарную высотную фронтальную зону, в западной ее части циклоническая кривизна усиливается и ложбина углубляется. В свою очередь, в восточной части ПВФЗ происходит резкое уменьшение циклонической кривизны, сопровождаемое динамическим падением давления. Это является хорошим признаком развития циклона над Восточным Средиземноморьем. Так как температурное поле в первом приближении меняется только под действием адвективных причин, то углубление ложбины над Средиземным морем усиливает адвекцию тепла и высотный гребень над Средней Азией перед прорывом южно-каспийского циклона. Адвекция тепла в это время настолько мощна, что углы между изогипсами карт абсолютной топографии (АТ) и относительной топографии (ОТ) обычно близки к 90 °. Падение давления усиливается из-за того, что изотермы гребня приобретают увеличивающуюся по течению антициклоническую кривизну.

Появление гребня над Средней Азией при распределении очагов тепла и холода и направлений потоков, служит прогностическим признаком прорыва южно-каспийского циклона. В одних случаях прорыв циклона представляет собою процесс, протекающий в ПВФЗ, в других случаях процесс осложняется появлением ПВФЗ арктического фронта, которая к моменту выхода циклона на Аму-Дарью сливается с ПВФЗ умеренных широт. Арктическая ПВФЗ определяет северо-западное холодное вторжение в Среднюю Азию. При этом происходит регенерация циклона на арктическом фронте. Именно эта ситуация приносит штормовые ветры и интенсивные осадки по всей Средней Азии.

1. 1. 2 Преобразование термобарического поля и влияние орографии

Все траектории циклонов изучаемого типа пересекаются в южной части Каспийского моря. Это является следствием особенностей орографии в этом районе. В случае с южно-каспийскими циклонами мы имеем дело с переваливанием их через горные хребты, с севера-запада на юго-восток. Так как высотная фронтальная зона и высотные течения при прорыве южно-каспийских циклонов направлены с юго-запада на северо-восток, направление воздушных течений оказывается почти перпендикулярным господствующему направлению хребтов. Однако по сравнению с меридиональным расположением Уральского и Скандинавского хребтов картина осложнена более причудливыми очертаниями хребтов и своеобразием термических свойств воздушных масс, расположенных южнее и севернее хребтов /4/.

Барическое поле перед циклоном, встречая горные хребты Малой Азии, Армянского нагорья, Кавказа и Ирана, испытывает возмущение в виде орографического гребня. Величина орографического гребня тем больше, чем выше хребет. Таким образом, северная часть барического гребня испытывает наибольшее возмущение, средняя часть, возмущена меньше. Южная часть гребня, вновь испытывает значительное возмущение /1/.

Орография накладывает значительный отпечаток и на строение температурного поля в передней части циклона. Вынос тропических воздушных масс над западной частью Средней Азии начинается в верхних слоях тропосферы еще тогда, когда линия теплого фронта у земли находится над Месопотамией. Горные хребты Армянского нагорья и Загроса при приближении к нм поверхности теплого фронта вначале не оказывает существенного влияния на перемещение тропических воздушных масс, которые движутся в основном поверху, выше хребтов. С течением времени, при достижении теплым фронтом предгорных районов, его поверхность как бы ложится на хребты и деформируется. За хребтами вынос холодных воздушных масс продолжается пока опять поверху, так как в нижних воздушных слоях, высотой примерно равной высоте хребтов, сохраняются относительно холодные воздушные потоки юго-западной периферии антициклона /5/.

Если бы не существовало хребтов, то движение теплых воздушных масс над теплым фронтом сопровождалось отступанием клина холодного воздуха. Наличие же горных хребтов, задерживающих продвижение тропических воздушных масс в нижних слоях, способствует тому, что за хребтами холодные воздушные массы над Средней Азией сразу не отступают на северо-восток. Это отступление начинается только после того, как антициклон, располагающийся над Восточным Казахстаном, разрушается, а тропические воздушные массы начинают переваливать через хребты в Среднюю Азию. В это же время выше уровня хребтов продолжается беспрепятственный вынос теплых тропических масс. Этот процесс в поле изотерм отражается сгущением их к низким температурам за хребтами уже над Средней Азией и с полным правом может считаться орографическим фронтогенезом, обостряющим теплый фронт в тропосфере перед прорывом циклона в Среднюю Азию. Таким образом, в начальной стадии переваливания циклона температурное поле над Средней Азией характеризуется сгущением изотерм к низким температурам /4/.

В результате такой деформации термобарического поля обычная эволюция циклона видоизменяется. В результате орографической деформации изогипс и образования орографического гребня наблюдается увеличение циклонической кривизны изогипс и уменьшение антициклональной кривизны изотерм, что приводит к росту давления перед теплым фронтом в предгорных районах. На рост давления оказывает влияние также скопление воздушных масс перед препятствием, так как в тылу циклона, за холодным фронтом, термобарическое поле орографией не изменяется, а продолжается обычная эволюция циклона с распространением холодного воздуха на всю его систему /5/.

Падение давления наблюдается за хребтами по всей юго-западной части Средней Азии. Это вызвано мощной адвекцией тепла и недостатком воздушных масс, накапливающихся перед хребтами и еще не проникших за них. В этой стадии переваливание циклона, поверхность теплого фронта приближается к хребтам и еще не успевает деформироваться, а в свободной атмосфере над Средней Азией происходит обострение теплого фронта.

В следующей стадии переваливания циклон над Месопотамией благодаря распространению холодных масс на юго-восток уже значительно заполнен, и высотная ложбина перемещается на восток. В восточной части ложбины воздушные течения, как и прежде, встречая орографические препятствия Армянского нагорья и Загроса, испытывают возмущение, внешним проявлением которого является наложение орографического гребня на поле невозмущенных изогипс. В связи с падением давления и недостатком воздушных масс за хребтами, углубляется высотная ложбина, с которой связан переваливающийся частный циклон. Перед хребтами, благодаря увеличению циклонической кривизны изогипс и эффекту динамического напора, продолжается динамический рост давления /1/.

Рост давления и продолжающееся распространение холодных воздушных масс к юго-востоку приводит к заполнению циклона перед хребтами и уменьшению адвекции тепла из Месопотамии в Среднюю Азию.

За хребтами поверхность теплого фронта у земли размывается нисходящими тропическими воздушными массами, которые переваливают через горные системы Иранского Азербайджана. Теплый фронт в нижних слоях воссаздается над Западной Туркменией, там, где перевалившие тропические воздушные массы в юго-западных и южных течениях конвергируют с юго-восточными потоками периферии антициклона, занимающей Среднюю Азию перед прорывом.

Возникновение изаллобарической пары - рост давления над западным побережьем Каспийского моря и падение над Западной Туркменией - вызывает северо-западные течения воздуха в нижних слоях атмосферы, в то время как в средних слоях северо-западные течения возникают на восточной половине орографического гребня. В результате в систему переваливающегося циклона начинают поступать воздушные массы из районов Северного Кавказа и Украины способствующие образованию холодного фронта циклона. В слое трения холодный фронт обостряется конвергенцией северо-западных потоков с переваливающими через горы юго-западными и южными потоками тропического воздуха. Воссоздающиеся теплый и холодный фронты образуют теплый сектор циклона. Процессом переваливания, по видимому, объясняется, что даже циклоны, пришедшие в Месопотамию из центральной части Средиземного моря и в значительной мере окклюдированные, после переваливания вновь приобретают форму молодого циклона с широким теплым сектором, хотя иногда давление в их центре бывает ниже 995 мбар.

На дальнейшее развитие процесса существенное влияние оказывают термические свойства воздушных масс, расположенных по обе стороны хребтов, и особенности циркуляции. Здесь возможны различные варианты.

В случае, когда потоки холодных воздушных масс на Восточное Средиземноморье сохраняются и, как следствие, в тропосфере поддерживается очаг холода над этим районом, планетарная высотная фронтальная зона располагается в том же районе и остается циклогенетической. Основные контрасты температур по-прежнему наблюдаются над Месопотамией и Восточным Средиземноморьем. В этом случае прорвавшийся в Среднюю Азию южно-каспийский циклон не будет сопровождаться сильным похолоданием в тылу, и через 1-1, 5 суток следует ожидать прорыва нового циклона /1/.

В других случаях, основной поток холодных воздушных масс направлен в тыл прорвавшемуся на Среднюю Азию циклону. Тогда высотная ложбина над Передей Азией постепенно ослабевает, по-видимому, вследствие интенсивной трансформации холодных масс, пришедших сюда ранее. Основное значение преобретает регенерация прорвавшегося циклона в Среднюю Азию южно-каспийского циклона на новом холодном фронте, за которым поступают в тыл циклона свежие холодные массы. Внешним выражением этого процесса в высотном барическом поле является углубление новой ложбины над Средней Азией.

1. 1. 3 Опасные явления, связанные с южно-каспийскими циклонами

Опасные явления в основном наблюдаются в ноябре-апреле, а максимальная их повторяемость в марте. В январе-марте выходы циклонов вызывают возникновение гололеда и изморози почти в 100 % случаев, ураганных ветров и метелей в 75 и 60 % соответственно, тумана - в 50 %. В декабре циклоны при смещении не вызывают опасных метелей и реже способствуют образованию опасного гололеда /6/.

Возникновение опасного явления связано с характером перемещения циклонов, траектория которых пересекает Казахстан с юго-запада на северо-восток. Однако частота опасных явлений в различных районах не одинакова, наиболее вероятны они в районах, где большую роль играют орографические условия. Заслуживает внимание и то обстоятельство, что опасные явления в Южно Казахстанской области возникают реже, чем в других областях, а в Кокшетауской в основном наблюдаются ураганные ветры. Здесь уместно отметить, что иногда одновременно с выходом южно-каспийского циклона в его восточной ложбине происходит оформление частного циклона, который, не имея самостоятельного значения, образует общую ложбину с основным циклоном. Смещение такой ложбины к северу оказывает влияние на погоду преимущественно в южных и юго-восточных районах (82 %) . При этом возникают опасные явления: гололеды, туманы, осадки в предгорной части Юго-Восточного Казахстана. Возникают они чаще в ноябре-апреле с максимальным количеством в феврале.

В декабре-марте вероятность образования гололеда и изморозевых отложений велика - 95 %, а ураганных ветров - 85 %. Однако значительные туманы в декабре редки /6/.

На долю южно-каспийских циклонов, смещающихся на юго-восточные районы, приходится 30 % южно-каспийских циклонов.

Около 2/3 опасных явлений возникают в Алматинской области. При этом здесь часты туманы, обильные осадки

Вероятность возникновения гололеда и изморозных отложений в ноябре-феврале около 80 %, в марте - 45 %, ураганных ветров - 85 %.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.