Режим осадков Западного и Восточного Казахстана

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 27 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Кафедра метеорологии и гидрологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Режим осадков Западного и Восточного Казахстана

по специальности 5B 061200 - Метеорология

Исполнитель Стамбеков М.Д.

Научный руководитель Шушарина Л.М.

Нормоконтролер Шишкина Т.П.

АЛМАТЫ2014

Содержание

С.
Введение
1 Обзор литературы
2 Физико-географическое описание метеостанции
2.1 Физико-географическое описание метеостанции Уральск и Атырау
2.2 Физико-географическое описание метеостанции Семей и Урджар
2 Режим осадков
3.1 Месячное и годовое количество осадков
3.2 Среднее суточное количество осадков
3.3 Среднее максимальное суточное количество осадков
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Атмосферные осадки как продукты конденсации и сублимации водяного пара в атмосфере являются важным климатическим параметром, определяющим режим увлажнения территории. Для возникновения атмосферных осадков необходимо наличие влажной воздушной массы, восходящих движений и ядер конденсации. Поэтому по количеству и интенсивности выпавших осадков можно косвенно судить о характере вертикальных движений в атмосфере, которые наиболее трудно оценить в энергетическом цикле атмосферы.
Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега, являются основными источниками увлажнения суши. Осадки обеспечивают возможность развития на суше всех важнейших природных процессов и существования на ней жизни; играют определяющую роль в водном балансе на данной территории. Многолетнее, среднемесячное, сезонное, годовое количество осадков, их распределение по земной поверхности, годовой и суточный ход, повторяемость, интенсивность являются определяющими характеристиками климата, имеющими существенное значение для сельского хозяйства и многих других отраслей народного хозяйства. Изучение осадков составляет важную область научных исследований, имеющую не только теоретическое, но и практическое значение.
Наблюдения за осадками и разработка метода их прогнозов чрезвычайно актуально и важно. Это объясняется тем, что прогноз осадков очень важен для народного хозяйства, в частности для сельского хозяйства, транспорта и пастбищного животноводства в Казахстане.
В то же время в работе транспорта обильные осадки могут вызвать значительные осложнения, так как заносы автомобильных и железных дорог препятствуют движению.
Изменчивость осадков можно рассматривать в двух аспектах.
a) Суммарное (за сутки, месяц и т.д.) количество осадков распределено в пространстве крайне неоднородно, существенно зависит от сезона и резко меняется от года к году.
b) Ото дня ко дню в период выпадения осадков интенсивность их может меняться очень сильно - от очень слабых, сумма которых, однако, может быть довольно велика, до очень сильных, опасных для посевов, дорог, мостов и т.д.
Целью работы является выявление режима осадков западного и восточного Казахстана, на примере станций, расположенных в разных физико-географических условиях. В работе использовались данные ТМ-1 за 2013 год, а также многолетние данные Справочника по климату СССР [1].

1 Обзор литературы

На земную поверхность выпадают и на ней отлагаются различные виды водяных, ледяных и снежных образований. Часть из них отлагается непосредственно на земной поверхности или на каких-либо наземных предметах и называются наземными отложениями. Другая часть выпадает из облаков в виде атмосферных осадков и называются осадками [2].
Атмосферные осадки, выпавшие на земную поверхность, являются важнейшим метеорологическим элементом, обеспечивающим возможность развития на земле большинства природных процессов.
Осадки принято разделять на три типа в зависимости от физических условий образования, продолжительности и интенсивности.
a) Обложные, выпадающие из системы фронтальных облаков. Эти осадки средней интенсивности, но продолжительного характера. Они охватывают одновременно значительную площадь.
b) Ливневые, выпадающие из Сb. Часто отличаются большой интенсивностью и кратковременностью.
c) Моросящие, выпадающие из St или Sc. Интенсивность очень мала. Образуются внутри однородных устойчивых масс [3].
Происхождению осадков посвящено большое количество работ; авторы изучали разные аспекты проблемы, применяя различные методы. Наибольшее количество работ посвящено исследованиям аэрокосмических условий образования осадков. Рассматриваются аэросиноптические условия для обширных территорий с весьма неоднородной орографией, равнинными территориями а также горных районах.
Многие авторы пытались получить корреляционные зависимости между выпадающими осадками и метеорологическими параметрами или комплексами параметров.
Г. Б. Калинин и Т. С. Абальян [4] связали количество осадков с шероховатостью местности и высотным положением района наблюдений по отношению к окружающей его территории.
В. Г. Дейчева [5] проанализировала данные по 185 метеостанция страны за период 1950-1971 гг.
Значительные осадки на территории страны выпадают круглый год (значительными называются осадки с количеством более 8 мм за 12 часов, в связи с этим автор вводит понятие полусуток). Однако в течение года распределение числа полусуток со значительными осадками неравномерно.
Наибольшее число случаев со значительными осадками приходятся на летние месяцы, май-август. В летнее время наиболее благоприятные условия для выпадения осадков конвективного происхождения.
Для северных и центральных районов республики характерна наибольшая повторяемость числа полусуток с осадками более 8 мм в июне-августе (до 60-80%).
Значительные осадки в юго-восточных областях имеют наибольшую повторяемость (50-65%) с апреля по июль, с максимумом в апреле-мае, особенно больших значений число полусуток со значительными осадками в этот период достигают в горных и предгорных районах (18-36%). Это связано с тем, что в летнее время при фронтальных процессах создаются особенно благоприятные условия для развития мощной конвективной облачности и выпадение осадков в горных районах.
Кроме того, повышенная влажность воздуха в горах в сочетании с орографическими и конвективными токами способствуют обострению фронтов в этих районах, а это в свою очередь обуславливает выпадение значительных осадков.
О. А. Дроздов [6] установил, что количество осадков наиболее зависит от величины относительной влажности при значениях её около 50-60%. При больших и меньших значениях влияние изменений относительной влажности на осадки уменьшается.
Одним из главных условий возникновения осадков является наличие восходящих движений. Вертикальные движения или токи бывают:
a) Упорядоченные
b) Конвективные
c) Турбулентные
d) Орографические
Они различаются по характеру, по скорости, по распределению в вертикальном направлении и по влиянию на атмосферные процессы.
Ряд авторов рассматривают синоптические условия - как главные условия в образовании значительных осадков.
Л. В. Будашкина [7] выявила комплекс метеорологических параметров, обеспечивающих процесс осадкообразования. С этой целью автором были проанализированы измерения метеорологических параметров во времени в слое атмосферы до 6 км по стандартным высотам. Для анализа использованы данные радиоветрового зондирования по станции Алматы, расположенной в предгорной зоне, с северной стороны широтно простирающейся горной страны и станции Кустанай, расположенной на равнинной территории страны. Были исследованы изменения температуры, удельной влажности, давления и ветра. Автором были сделаны выводы, что в равнинных условиях осадки могут формироваться как в нагревающейся, так и в охлаждающейся атмосфере, тогда как в районе Алматы осадки формируются в преобладающем большинстве случаев в охлаждающейся атмосфере.
Повторяемость направлений ветра в период перед осадками и в период их выпадения для равнинной территории характеризуется преобладанием ветров в южной составляющей по всем высотам, начиная от поверхности земли. Для Алматы характерны юго-западные направления ветра. В большинстве случаев осадки формируются при потоках в тропосфере с южной составляющей.
Осадки на равнинной территории начинаются в основном с прохождением теплого фронта. В районе Алматы выпадение осадков связано в большинстве случаев с прохождением холодного фронта.
В. Г. Дейчева [8] дала анализ различных климатических зон Казахстана. Климат страны изменяется от увлажненного на севере до жаркого и засушливого на южных районах. Как показала обработка данных наблюдений, используемых в статье, обильные осадки на всей территории страны выпадают очень редко, от 1 до 7 раз в 10 лет. Лишь в горных районах юго-восточного и восточного Казахстана обильные осадки могут выпадать до 1-2 раз в год. Это связано с тем, что большую роль в формировании и выпадении осадков играют орографические особенности местности. Этому способствует обострение фронтов в горных районах, повышенная влажности воздуха в горах, влияние динамических и термических факторов.
С. И. Жаков в своей работе Происхождение осадков в теплое время[9] утверждает, что образование осадков и их обильность на любой территории находятся в зависимости от следующих факторов: наличия в воздухе достаточного количества водяного пара и восходящих движений, переносящих водяной пар через уровень конденсаций. Без наличия в воздухе достаточного количества водяного пара, без благоприятных условий атмосферной циркуляции и температурной стратификации не образуются не только осадки, но и облака.
Воздух становится насыщенным водяным паром, когда количество последнего при данной температуре достигает максимума. Чтобы произошла конденсация водяного пара приводящая к образованию облаков, находим некоторый избыток водяного пара сверх насыщения. Такой избыток может появиться либо вследствие увеличения влагосодержания воздуха, либо вследствие понижения его температуры ниже точки росы.
Пономаренко С. И. в статье Некоторые особенности стратификаций воздуха, предшествующие возникновению очень сильных ливней [10] приведены результаты анализа аэрологических диаграмм для 94 случаев очень сильных ливней (осадки более 30 мм за 12 часов). По фактическим и прогностическим кривым стратификаций рассчитали средние значения параметров конвекций , предшествующие очень сильным ливням. Мощность конвективной облачности оказалась в среднем равной 7,3-7,5 км для случаев с термической и 5,6-6,6 км для случаев с вынужденной конвекции. Показатель энергии неустойчивости (Т-Т') в среднем равен 3,2-3,5° на поверхности 500 мб, 1,9-2,0° на поверхности 700 мб и 1,8-2,2 ° на поверхности 300 мб.
Сумма (Т-Тd) на трех стандартных уровнях 850, 700, 500 мб не превышала 11-15°, температура конвекции в среднем от 25 до 40° С.
Очень сильные ливни наблюдались при высоких значениях удельной влажности, им предшествовала весьма своеобразная стратификация воздуха с вертикальными температурными градиентами γ = 0- задерживающими слоями, выше этих слоев градиенты γ ≈ γса. Такая стратификация, по мнению автора, способствует возникновению в атмосфере вертикальных ускорений и могут создаваться благоприятные условия для возникновения перегретых объёмов воздуха в свободной атмосфере.
До начала очень сильных ливней, когда выпадало от 30 до 90 мм осадков за 12 ч, вертикальные ускорения составили 0,8-8,8 смсек2 , а скорость конвективного потока была от 3 до 12мс. Вертикальные ускорения до 4 смсек2 наблюдались и во время очень сильных ливней.
При наличии слоев с γ = 0, чередующихся со слоями γ =γса подъём единичного объёма воздуха (термика) в окружающей атмосфере происходит скачкообразно. В слое с γ = 0 скорость конвективного потока заметно ослабевает и некоторое время облако как бы стабилизируется на данном уровне и этапе развития. Затем, по мере того как конвективный поток преодолевает данный этап, в расположенном выше слое с γ = γса скорость конвективного потока скачкообразно возрастает и поднимающийся объём воздуха вступает в новую фазу развития.
Быстрое развитие термиков продолжается до уровня, в котором γ = 0 или γ γва. Здесь процесс снова замедляется до тех пор, пока поднимающийся объём воздуха не попадает в среду, где γ = γса.
Автором учитывалась и скорость горизонтального переноса. Если она мала, то возникший конвективный вихрь может длительное время оставаться в одном и том же районе и обеспечить значительную продолжительность ливня, а значит и большое количество осадков.
Как показал М.Х.Байдал [11], наблюдается согласованность между характером распределения осадков по территории и повторяемость форм циркуляции ЕСШ, что при сезонном преобладании восточно-европейского типа циркуляции годовое количество осадков в Казахстане возрастает с запада на восток, где оно достигает в среднем 120% от нормы, а весной 140%. В западных и юго-западных районах республики при данном типе циркуляции, напротив, отмечается понижение количества осадков до 40-50% от нормы. При преобладании западно-сибирского типа циркуляции характер распределения аномалии осадков по территории Казахстана становится противоположным, т.е. осадки выше нормы отмечаются в западных районах Казахстана, а на востоке, напротив, меньше нормы.

2Физико-географическое описание метеостанции

2.1 Физико-географическое описание метеостанции Уральск и Атырау

Метеорологические наблюдения в городе Уральске были организованные в мае 1940 г. и с кратковременными перерывами продолжались до июня 1964 г., когда станция была переведена в состав специальной сети. Весь период станция работала по программе МС II разряда. Высота метеорологической площадки 36 м над уровнем моря.
Западно-Казахстанская область расположена в северо-западной части страны на границе с Российской Федерацией между 47°36ʹ-51°46ʹ северной широты и 46°27ʹ-54°35ʹ восточной долготы в зоне степей и пустынь. Территория области простирается по обе стороны среднего течения р. Урала и занимает южные отроги Общего Сырта, северо-западную часть Подуральского плато и северную часть Прикаспийской низменности. Кроме бассейна среднего течения р. Урала, область охватывает бассейны нижнего течения рек Большой и Малой Узени, мелких рек, впадающих в озеро Челкар, и почти полностью территорию Камыш-Самарских разливов.
Наибольшая протяженность территории области с севера на юг по 52 меридиану равна около 350 км и с запада на восток по 43°35ʹ параллели- около 700 км.
Область граничит на севере с Оренбургской областью Российской Федерации, на западе с Волгоградской и Саратовской областями Российской Федерации, на северо-западе с Самарской областью Российской Федерации, на востоке с Актюбинской областью, на юге с Атырауской областью Республики Казахстан и Астраханской областью Российской Федерации.
В современных границах Западно-Казахстанская область занимает площадь 151,3 тыс.км2 , включает 12 районов, город областного назначения- Уральск.
Поверхность области в основном равнинная. Абсолютные высоты здесь не превышают 350 м. Большая часть территории области занята Прикаспийской низменностью, представленной в пределах области своей крайней северной частью. Наиболее возвышенная часть низменности (более 50 м ) прилегает на севере области к Общему Сырту и не западе - к Подуральскому плато. На юге области абсолютные высоты снижаются до 10 м. Характерными элементами рельефа Прикаспийской низменности являются различные по величине и форме котловины, ложбины, занятые сорами, озёрами и лиманами, а также изолированные возвышенности - горы Бесшокы, Чапчаги, Малое Богда.
Климат её отличается высокой континентальностью, которая возрастает с северо-запада на юго-восток. Высокая континентальность проявляется в резких температурных контрастах дня и ночи, зимы и лета, в быстром переходе от зимы к лету при коротком весеннем периоде. Для Западного Казахстана характерна неустойчивость и дефицитность атмосферных осадков, малоснежье и сильное сдувание снега с полей, большая сухость воздуха и почвы, интенсивность процессов испарения и обилие прямого солнечного освещения в течение всего довольно продолжительного вегетационного периода.
Зима холодная, преимущественно пасмурная, но не продолжительная, а лето жаркое и довольно длительное.
Годовое количество осадков по территории области колеблется от 180 до 330 мм. Наиболее обеспеченной осадками является северо-восточная часть области, наименьшей обеспеченностью отличается южная зона пустынных степей и пустынь.
В годовом ходе осадков отмечается два максимума и два минимума. Первый максимум приходится на май или июнь, второй - на октябрь или ноябрь. Более выраженный первый минимум осадков приходится на февраль или март, второй - на сентябрь на севере и конец лета - в более южных районах.
Город Уральск расположен к северу от Прикаспийской низменности, в районе Общего Сырта и Подуральского плато, в сухо-степной равнинной части Казахстана.
С юго-восточной стороны, на расстоянии 6 км, в направлении с северо-востока на юго-запад протекает река Урал. С западной стороны, на расстоянии 3 км, протекает река Чеган, которая южнее впадает в реку Урал. Правый берег реки возвышенный, левый- пойменный, покрыт кустарником и луговой растительностью.
Левобережная пойма изрезана старицами и протоками. Берега реки поросли лиственным лесом и фруктовыми садами. Гор, болот вблизи станции нет.
Почвы темно-каштановые, в речной пойме луговые. Растительность представлена ковыльно-типчаковым комплексом.
Метеорологическая площадка расположена на северо-восточной окраине поселка аэропорта, имеет небольшой уклон на восток. С западной стороны, на расстоянии 20 м, проходит лесополоса. Высота деревьев достигает 3 м.
Метеоплощадка покрыта травяной растительностью, с преобладанием полыни, высотой до 20-25 см.
13 сентября 1961 г. метеоплощадка была перенесена на 80 м южнее прежнего расположения. Новое место характерно и типично окружающей местности. В южном направлении от площадки, на расстоянии 10 м, находится дом аэрологической станции высотой 6 м, в юго-восточном направлении находится дом технической службы на расстоянии 30 м, газоводородная на расстоянии 80 м.
Метеорологические наблюдения в Атырау (Гурьев) были организованы в 1878 г. Высота метеорологической площадки лежит ниже уровня моря на 22,8 м.
До 1937 г. наблюдения проводились в городе, а 20 мая 1937 г. в 1,5 км от города была открыта станция - Атырау (Гурьев), АМСГ, до 1953 г. проводились параллельные наблюдения на обеих станциях, с 1953 г. наблюдения велись только на станции - Атырау (Гурьев), АМСГ.
По действующей классификации станция относится ко II разряду.
Город Атырау (Гурьев) расположен на реке Урал, в 25 км к северу от Каспийского моря. Река Урал протекает с севера на юг через город и делит его на две части. Рельеф местности, окружающей метеостанцию, представляет собой равнину, лежащую на 20-25 м ниже уровня моря и относится к глинисто-солончаковому району Прикаспийской низменности. Лесов, болот вблизи нет.
Метеорологическая площадка Атырау (Гурьев), АМСГ открыта в 1,5 км к западу от города. Место ровное, покрыто редкой травянистой растительностью, незначительной высоты, в 50 м к юго-западу - здание высотой 6 м. Другие небольшие постройки находятся в 200м. Место, прилегающее к площадке, постепенно застраивалось и озеленялось.
Область расположена на северном и северо-восточном побережье Каспийского моря. Граничит на западе с Астраханской областью Российской Федерации, на севере и северо-востоке с Западно-Казахстанской областью, на востоке с Актюбинской областью, на юге с Мангистауской областью и Каспийским морем.
Общая площадь Атырауской области равна 118,6 км[2] . Географические координаты области 47°07ʹ северной широты и 51°53ʹ восточной долготы. Большая часть территории области занята Прикаспийской низменностью, которая незаметно повышается от берега моря в глубь области (от -28 м у берега Каспийского моря до -11 м в северо-западной и до +75 м в северо-восточной частях. Значительная площадь её занята грядовыми и барханными песками - Карынжарык у западного подножья Устюрта, Тайсойган и Бийрик в бассейне реки Уил, Прикаспийские Каракумы южнее Эмбы; в междуречье Волги и Урала расположена восточная часть Нарын песков, в пределах полуострова Бузачи - пески Кызылкум, Егизлак, Желимшик. Среди равнинных пространств Прикаспийской низменности возвышается Индерское поднятие (52 м), представляющее большое количество невысоких соляных куполов, образовавшихся от выпирания глубинных залежей каменной соли.
На крайнем юго-востоке области возвышаются северо-западные окраины плато Устюрт с абсолютной высотой 300-340 м. Плато Устюрт, расположенное между Каспийским и Аральским морями, представляет собой высокое столовое плато, сложенное третичными осадочными породами.
Основной водной артерией области является река Урал. Вследствие сильно засушливого климата области река имеет большое ирригационное значение, также используется для судоходства и рыболовства.
Климат области отличается резкой континентальностью, проявляющейся в больших годовых и суточных амплитудах температуры воздуха и в неустойчивости климатических показателей во времени (из года в год). Для области характерным является изобилие тепла и преобладание ясной сухой погоды. Годовое число часов солнечного сияния составляет 2600-2700.
Влияние Каспийского моря на климат прилегающих к ним пустынь очень ограниченно. Оно заметно лишь в узкой полосе побережья и выражается в небольшом увеличении влажности воздуха, повышении температуры его в зимние месяцы и в понижении ее в летние, в уменьшении как годовых, так и суточных амплитуд температуры, т.е. в значительно меньших колебаниях температуры между зимой и летом, днём и ночью. Однако какого-либо заметного увеличения осадков в прибрежной зоне не отмечается. Годовое количество осадков на восточном побережье так же мало, как и в пустыне. Что же касается Аральского моря, то климатическая роль его для окружающих пустынь ещё меньше, чем Каспийского.
Лето на большей части территории области жаркое и продолжительное, а на юге знойное. В отдельные годы температура воздуха повышается до 45°. Зима умеренно холодная на севере области и довольно теплая, непродолжительная, с часто наблюдающимися оттепелями на юге. Однако в некоторые наиболее холодные зимы морозы достигают -43° на севере области.
Осадков в области выпадает мало; на юге их почти вдвое меньше, чем на севере. Годовое количество осадков изменяется по территории от 90-100 мм (юго-восточное побережье Каспийского моря) до 190 мм (северо-восточная часть области). Общее число дней с осадками соответственно колеблется от 45-50 до 75-80, причем по всей территории дождевые осадки преобладают над снежными.

2.2 Физико-географическое описание метеостанции Семей и Урджар

Восточно-Казахстанская область расположена в восточной части страны между 49°57ʹ северной широты и 82°37ʹ восточной долготы. Граничит на юге с Алматинской областью, на западе с Карагандинской областью, на северо-западе с Павлодарской областью, на севере с Алтайским краем и Республикой Алтай, на востоке с Синьцзян-Уйгурским автономным районом Китая. Общая площадь области составляет 283,3 км[2] .
Метеорологические наблюдения в городе Семей организованы в октябре 1854 г. и продолжались без перерывов по март 1870 г. После пятилетнего перерыва производство метеорологических наблюдений возобновилось в январе 1875 г. Высота метеорологической площадки 206 м над уровнем моря.
Город Семей расположен на правом берегу реки Иртыш, на южной окраине Кулундинской степи. Рельеф- слегка всхолменная равнина.
Водные объекты - в 400-500 м к западу и юго-западу протекает река Иртыш, достигающий здесь, вместе с островками и протоками, ширины около 900 м. К северо-востоку и востоку, на расстоянии 10-15 км, находятся болота и мелкие озёра.
К западу от станции расположен сад с молодыми деревьями. Высота деревьев около 2 м. Древесная растительность имеется на островках, расположенных к западу и юго-западу от станции, на расстоянии 600-700 м. К северу и северо-востоку от города, на расстоянии 6-7 км, располагается большой сосновый бор.
Подстилающая поверхность покрыта редким степным разнотравьем, по берегам реки, озёр и болот заросли камыша и луговой растительности.
Почва - пески с солонцеватыми вкраплениями и супеси. К северу и северо-востоку - песчаные барханы, в пойме реки - черноземные, наносные. Данный район очень хорошо освоен в сельскохозяйственном отношении.
Метеорологическая площадка расположена на северо-северо-западной окраине города. Площадка со всех сторон ограждена постройками и заборами, расположенными в непосредственной близости от нее. Постройки - небольшие одноэтажные домики, высотой 3-4 м.
На западе и западо-северо-западе, непосредственно за участком станции, постройки кончаются. Место расположения площадки ровное, с постепенным понижением к реке Иртыш. Вокруг метеоплощадки, во всех направлениях, располагаются отдельные деревья, высотой 2-6 м. Метеоплощадка покрыта редкой травяной растительностью.
Центрально-Казахстанский мелкосопочник на территории области имеет низкогорный и среднегорный характер рельефа, представляющий собой чередование отдельных сопок, холмов и гряд. Наиболее крупными орографическими его элементами являются хребты Дегелен (1884м), Канчингиз (1145м), Чингиз-Тау (1121м), Акчетау (1302м), среди которых более часто обособляется хребет Чингиз-Тау, характеризующийся ассиметричным строением (крупные, короткие северные и северо-восточные склоны; пологие, длинные южные и юго-западные). Между вышеперечисленными хребтами залегают широкие межгорные долины. Хребет Западный Тарбагатай служит водоразделом рек, стекающих на Север к озеру Зайсан и на Юг - к озерам Сасыкколь и Алаколь. Это монолитное, сравнительное высокое, слабо расчлененное горное поднятие с более крутыми южными и пологими северными склонами и наличием выровненных вершинных участков. К северу и югу ... продолжение

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