КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКОВ ВЕСНОЙ НА ЮГЕ КАЗАХСТАНА

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 38 страниц
В избранное:

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. АЛЬ-ФАРАБИ

Географический факультет

Кафедра метеорологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКОВ ВЕСНОЙ НА ЮГЕ КАЗАХСТАНА

Исполнитель:

студентка 1 курса магистратуры М. А. Пигуль

Научный руководитель

к. г. н., доцент Г. К. Турулина

Нормоконтролер Т. П. Шишкина

Допущена к защите

зав. Кафедрой метеорологии,

д. г. н., профессор В. С. Чередниченко

Алматы 2007

РЕФЕРАТ

Данная работа объемом 45 листов машинописного текста. В работе имеется 4 таблицы, 3 рисунка. Список использованных источников включает 11 наименований. Ключевые слова: осадки, годовая амплитуда, дефицит осадков, избыток осадков, среднее квадратическое отклонение, асимметрия, эксцесс, тенденция.

В работе приведен анализ климатических особенностей распределения осадков весной на юге Казахстана. Были рассчитаны все статистические характеристики и составлен каталог месяцев с избытком и дефицитом осадков.

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение 4

1. Обзор литературы 5

2 . Физико-географическое описание 19

3. Климатические особенности распределения осадков весной на юге

Казахстана 22

3. 1. Анализ временного хода 22

3. 2. Статистическая структура 24

3. 3. Каталог 26

Заключение 28
Список использованных источников 29

Приложение 1 30

ВВЕДЕНИЕ

Осадки являются одной из основных характеристик погоды того или иного района. Поэтому всестороннее изучение этого метеорологического элемента имеет важное практическое значение. Обычно при обслуживании народного хозяйства синоптик информирует потребителя об ожидаемой аномалии количества осадков (ΔR), не указывая числа дней с осадками. Между тем величина аномалии месячной суммы осадков мало говорит о распределении осадков внутри месяца. В природе наблюдаются случаи, когда один сильный дождь дает в итоге сумму осадков, превышающую месячную норму. Практика показывает, что количество дней с осадками является показательной характеристикой в сочетании с общей суммой осадков за месяц. С другой стороны, изучение повторяемости осадков различной интенсивности позволяет глубже изучить синоптические процессы дефицита и избытка осадков. Характер распределения атмосферных осадков в течение года может служить климатическим индексом. Вместе с тем анализ годовой амплитуды атмосферных осадков может представлять определенный теоретический и практический интерес.

Данная работа посвящена изучению климатических особенностей распределения осадков весной на юге Казахстана. В работе были изучены годовой и временной ход осадков, рассчитаны основные статистические характеристики среднемесячного количества осадков, составлен каталог месяцев с избытком и дефицитом осадков.

Особенности режима осадков весной играют важную роль для сельскохозяйственного производства. Поэтому знания об особенностях режима осадков представляют большой практический интерес.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В работе Швера Ц. А. /1/ рассматривается годовая амплитуда атмосферных осадков на территории бывшего СССР. Характер распределения атмосферных осадков в течение года может служить климатическим индексом. В качестве одного из показателей климата, непосредственно связанных с годовым ходом, рассматривается свойственная всем метеорологическим элементам годовая амплитуда. Однако при описании климата обычно ограничиваются только амплитудой температуры воздуха. Годовая амплитуда других метеорологических элементов почти не анализируется. Вместе с тем анализ годовой амплитуды атмосферных осадков (А _ос ) может представлять определенный теоретический и практический интерес. В первом случае это может быть анализ генезиса формирования различных типов годового хода атмосферных осадков, а во втором, например, оценка их связи с биологическими условиями земной поверхности, в том числе и оценка влияния осадков на растительные и почвенные зоны.

На большей части ЕТС годовая амплитуда осадков несколько превышает 40 мм, местами (верховья Днепра) достигает 50 мм. На севере и юге ЕТР она меньше 40 мм. По сравнению с ЕТР, в Сибири, севернее 60 ° с. ш., годовая амплитуда увеличивается в среднем на 10 мм, достигая 50 мм, а местами и более.

Самое большое значение А _ос , порядка 100-125 мм, приурочено к Забайкалью и Приморью, а также встречается местами на Кавказе и в горах Средней Азии. Наименьшая годовая амплитуда осадков, около 15-20 мм, характерна для Казахстана.

Чаще всего степень континентальности климата характеризуется годовой амплитудой температуры воздуха. Желательно иметь такой показатель и по осадкам. Одним из них может служить показатель степени неравномерности выпадения осадков в течение года. Кроме того, для атмосферных осадков более характерным является сравнение не отдельных месяцев, а целых периодов или сезонов.

В отличие от годовой амплитуды температуры воздуха, абсолютное значение А _ос не согласуется с континентальностью климата, даже если эта классификация основана непосредственно на показателе, отражающем внутригодовое распределение осадков. В районах с разными типами годового хода осадков, например, континентальном и неконтинентальном, абсолютная величина годовой амплитуды может совпадать.

Абсолютное значение годовой амплитуды атмосферных осадков не отражает степень контрастности выпадения осадков по сезонам. В очень дождливых районах незначительные колебания осадков в течение года дают гораздо большее абсолютное значение амплитуды, чем резкие колебания в областях со скудным орошением. Обнаруживается несоизмеримость между крайне малыми амплитудами в засушливых районах и ее большими значениями в дождливых. Значительно более целесообразно представить годовую амплитуду осадков как разность между максимальной и минимальной месячной нормой, отнесенной к годовой сумме и выраженной в процентах. Эта относительная величина хорошо отражает нормированный фон годовой амплитуды осадков, независимый от абсолютной величины их годовой суммы. Тем самым правильно отражается различие в типах годового хода осадков и их контрастность между сезонами.

Известно, что на земном шаре есть районы, где в годовом ходе осадков отчетливо проявляется вторичный максимум и минимум. Это дает основание вычислить вторичную амплитуду как разность между вторичными максимальными и минимальными месячными нормами, так же выраженную в процентах от годовой нормы. Представляется возможным сопоставить масштабы проявления главного и вторичного максимума осадков, так как они выражены в нормированных единицах (процент от годовой суммы) . Главная годовая амплитуда атмосферных осадков отражает степень проявления контрастности их выпадения по сезонам. Вторичная годовая амплитуда отражает, прежде всего, само наличие области с двумя максимумами, а ее величина характеризует степень проявления второго максимума осадков.

Проблеме долгосрочного прогноза дефицита и избытка осадков посвящено очень много работ. Несмотря на это вопрос долгосрочного прогноза осадков до сих пор не потерял своей актуальности.

В исследовании Шишкова В. Г. /2/ были отобрана все случаи, когда на юге ЕТР март характеризовался значительным дефицитом или избытком осадков. Месяцем со значительным дефицитом осадков считался такой, когда количество осадков менее 80 % нормы охватывало 60 % и более исследуемой территории и не менее 20 % территории характеризовалось осадками, не превышающими 50 % нормы. Месяцем со значительным избытком осадков считался такой, когда количество выпавших осадков более 120 % нормы охватывало не менее 60 % территории, причем не менее чем на 20 % территории осадки составляли не менее 150 % нормы.

Повторяемость случаев с дефицитом осадков в марте в три раза превосходит повторяемость случаев с избытком осадков. По-видимому, малое количество случаев со значительным количеством осадков в марте объясняется особенностью циркуляции атмосферы в данном месяце.

Необходимым разделом исследования осадков является установление режима атмосферных макропроцессов, который обусловливает значительный дефицит и значительный избыток осадков в марте. Такие разделы в исследованиях осадков имели место и в ранее выполненных работах. На данном этапе автором особое внимание обращалось на объективизацию анализа материалов и выводов.

В связи с тем, что основную роль в формировании месячного количества осадков играют атмосферные макропроцессы у поверхности Земли, Шишковым В. Г. был произведен анализ распределения центров аномалии среднего месячного давления воздуха в марте для экстремальных по осадкам лет. В результате были получены три типа макропроцессов, обусловливающих дефицит осадков в марте. Тип 1 характеризуется расположением центров положительной аномалии давления над Центральной Европой, Прибалтикой, южной половиной Скандинавии (район ограничен на севере 65° с. ш., на юге 42° с. ш., па западе нулевым меридианом, на востоке 40 ° в. д. ) . При этом типе наибольший дефицит осадков характерен для западных районов ЕТР.

В типе 2 центры положительной аномалии давления располагаются над бассейнами Волги и Северной Двины (район ограничен на севере 65 ° с. ш., на юге 48 ° с. ш, на востоке 60 ° в. д., на западе 35 ° в. д. ) .

В типе 3 центры положительной аномалии давления располагаются над Западной Сибирью и Уралом (район ограничен на севере 75 ° с. ш., на юге 55 ° с. ш., на западе 55 ° в. д., на востоке 80 ° в. д. ) . При типах 2 и 3 наибольший дефицит осадков характерен для востока района.

Прогноз аномалии осадков на месяц является наиболее сложной проблемой, которая до сих пор остается нерешенной. Многочисленные исследования, посвященные данному вопросу, далеко не исчерпывают сущности этого явления.

В работе /3/ автором рассматривается зависимость выпадения обильных осадков в Средней Азии при южных циклонах от различных параметров синоптических процессов.

Формирование осадков обусловливается как типом и интенсивностью макросиноптического процесса, так и характеристиками воздушных масс, участвующих в процессе. Интенсивность процесса может характеризоваться индексами циркуляции. Интенсивность макропроцесса может характеризоваться и иначе - степенью взаимодействия северной и южной ПВФЗ, определяемой расстоянием между их осями на различных меридианах (50, 60, 70 ° в. д. ) .

Ряд авторов, исследовавших процессы циклогенеза, указывают, что некоторые характеристики циклона (давление в центре, его интенсивность) могут быть предикторами будущих изменений давления и выпадения осадков в его области. С учетом этого автором в число рассматриваемых параметров была включена начальная интенсивность циклона (лапласиан приземного давления относительно центра с шагом 500 км) .

В процессе формирования значительных осадков большая роль принадлежит влагосодержанию воздушных масс, особенно в теплом секторе циклона. В связи с этим в работе /3/ было исследовано распределение по высоте дефицита точки росы в теплом воздухе, а также сопоставлены контрасты температуры между теплым сектором циклона и холодной воздушной массой в его тылу, при выпадении обильных осадков с прохождением циклона и при отсутствии таковых.

В работе /3/ была предпринята попытка поисков зависимости выпадения обильных осадков при прохождении циклонов от пар предикторов, составленных из циркуляционных и термогигрометрических характеристик.

Если предикторами служат начальная интенсивность циклона у поверхности земли и максимальные восходящие токи в его области на АТ ₇₀₀ , то наибольшая вероятность выпадения обильных осадков составляет 70-73 %. Когда в качестве одного предиктора был индекс зональности потоков над востоком Средней Азии на АТ ₅₀₀ , который характеризует интенсивность ВФЗ, а в качестве второго - максимальные восходящие токи на АТ ₇₀₀ , то на диаграмме рассеяния автору удалось выделить область, где вероятность выпадения обильных осадков достигала 80-89 %.

В меньшей степени полезными являются контраст температуры и интенсивность циклона у поверхности земли. В заключение следует отметить, что все перечисленные параметры определялись в синоптический срок выхода циклона на территорию Средней Азии, т. е. за 18-36 ч до выпадения осадков в предгорной и горной зоне.

В работе Ахметовой Г. С. /4/ рассматриваются некоторые особенности повторяемости числа дней с осадками по территории Казахстана.

Осадки являются одной из основных характеристик погоды того или иного района. Поэтому всестороннее изучение этого метеорологического элемента имеет важное практическое значение. Обычно при обслуживании народного хозяйства синоптик информирует потребителя об ожидаемой аномалии количества осадков (ΔR), не указывая числа дней с осадками. Между тем величина аномалии месячной суммы осадков мало говорит о распределении осадков внутри месяца. В природе наблюдаются случаи, когда один сильный дождь дает в итоге сумму осадков, превышающую месячную норму. Практика показывает, что количество дней с осадками является показательной характеристикой в сочетании с общей суммой осадков за месяц. С другой стороны, изучение повторяемости осадков различной интенсивности позволяет глубже изучить синоптические процессы дефицита и избытка осадков.

Основное внимание в работе было уделено теплому полугодию (апрель-сентябрь) в связи с нуждами сельского хозяйства.

Станции (их было взято 31) расположены сравнительно равномерно по территории Казахстана. Исследовались отдельно случаи с осадками ≥ 0, 1 мм, ≥ 1, 0 мм, ≥ 5, 0 мм.

Для характеристики частоты осадков на территории Казахстана в вегетационный период были подсчитаны средние за все теплое полугодие значения числа дней с осадками разной интенсивности. Анализ этих данных показал, что наиболее часто осадки выпадают на севере и редко - на юге. Только на крайнем юго-востоке наблюдается увеличение числа дней с осадками различной интенсивности. Наименьшее число дней с осадками наблюдается в Кзыл-Ординской области. Максимальные средние многолетние значения числа дней с осадками ≥ 0, 1 мм и ≥ 1, 0 мм для теплого полугодия наблюдаются в северных районах. Максимальное число дней с осадками ≥ 5, 0 мм наблюдается на юго-востоке Казахстана (21 день, Алма-Ата), что связано с рельефом местности.

Число дней с осадками из года в год, от месяца к месяцу испытывает заметные вариации. Проведенный автором анализ показал, что максимальное число дней с осадками за месяц (с апреля по июль) встречается в северном и восточном Казахстане (11 -14 дней), а в августе и сентябре - в северном Казахстане.

Далее автором было решено выяснить, существует ли тесная связь между общим количеством осадков в месяц и числом дней с осадками. С этой целью суммы осадков за месяц для девяти станций, которые располагались в разных частях Казахстана, разбивались на три равновероятных класса: меньше нормы, около нормы, больше нормы. Для каждого класса случаев с осадками вычислялось среднее количество дней с осадками ≥ 0, 1 мм, ≥ 1, 0 мм, ≥ 5, 0 мм. Анализ данных показал, что в большинстве случаев с увеличением месячного количества осадков возрастает количество дней с осадками различной интенсивности.

Для анализа синоптических условий частых и редких осадков в условиях Казахстана необходимо было прежде всего число дней с различным количеством осадков для каждой станции за определенный месяц разбить на три равновероятных класса: дни с частыми осадками, дни с осадками нормальной частоты, дни с редкими осадками.

Для характеристики макроциркуляционных условий частых и редких осадков автор использовал положение планетарной высотной фронтальной зоны (ПВФЗ) при трех классах частоты осадков ( А , В, С) . Анализ показывал, что количество дней с дефицитом и избытком осадков определяется различными преобладающими макропроцессами, которые характеризуются различным местоположением ПВФЗ. Автор приводит описание конфигурации ПВФЗ при редких (С) и частых (Л) осадках по месяцам теплого полугодия (апрель-сентябрь) .

Апрель, класс А. Над Англией располагается гребень, над ЕТР хотя и наблюдаются гребни, но они выражены слабо, над Уралом отсутствует четко выраженный гребень, над Казахстаном ПВФЗ ориентирована с юго-запада на северо-восток или с запада на восток. Класс С. Над центральными районами северной Атлантики располагается гребень, над ЕТР - глубокая ложбина, над Уралом - гребень, над Казахстаном ПВФЗ ориентирована с северо-запада на юго-восток или с запада на восток.

Май, класс А. Над Великобританией чаще всего бывает ложбина, над центральными районами северной Атлантики ПВФЗ ориентирована с запада на восток и лишь иногда имеет форму гребня, над ЕТР преобладает гребневое положение, а над Казахстаном ПВФЗ ориентирована с юго-запада на северо-восток или с запада на восток. Класс С . Над Великобританией развит гребень, над центральными районами северной Атлантики ПВФЗ ориентирована с юго-запада на северо-восток или с запада на восток, над ЕТР ПВФЗ имеет преобладающее направление с юго-запада на северо-восток или с запада на восток, над Казахстаном преобладает западный перенос.

Далее автор исследует связи месячного числа дней с осадками с циркуляционными и термическими условиями у поверхности Земли. В заключение автор отметила, что с увеличением среднего месячного значения температуры и давления уменьшается количество дней с осадками.

В статье /5/ рассматриваются особенности распределения осадков, вызываемых смещением южных циклонов по территории Казахстана.

К южным циклонам отнесены циклоны, которые смещались на Казахстан из районов, расположенных южнее 45 ° с. ш.

Как показал синоптический анализ, количество выпавших осадков, их распределение по территории республики существенно зависит от траектории перемещения южного циклона. Авторами были составлены сборные карты траекторий всех южных циклонов. Анализ этих карт позволил определить, что траектории движения циклонов привязываются к определенным географическим районам. В зависимости от ориентации преобладающих траекторий на территории Казахстана определились три частично перекрывающихся района (западный, центральный, восточный), по которым проводилась выборка осадков, а южные циклоны подразделены ответственно на три группы.

Для структурного анализа полей осадков было проведено пространственно-временное их осреднение. В каждом районе по фиксированным станциям определялась сумма осадков (как простые арифметические средние) за периоды с момента появления циклона в одном из выделенных районов, до его заполнения или выхода за пределы района.

Таким способом было определено количество осадков, которое выпало при прохождении южных циклонов по территории того или иного района.

Было также получено, что интенсивность выпавших осадков претерпевает изменения в зависимости от месяца. Наиболее обильные осадки выпадают в октябре.

На основании анализа атмосферных процессов над первым естественным синоптическим районом было установлено, что барические поля при южных циклонах характеризуются тремя разновидностями процессов.

Первая разновидность процессов характеризуется локализацией обширной ложбины над ЕТР, которой имеет ультраполярную направленность - с моря Лаптевых на Балканский полуостров. В результате таких циркуляционных условий происходит активизация циклоничности в районах Средиземноморья.

Вторая разновидность процессов также характеризуется наличием устойчивой по времени ложбины над районами ЕТР. Однако ось ее имеет направление Баренцева моря на районы Кавказа, что приводит к интенсивному циклогенезу над югом Каспия и Туркменией.

... продолжение

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