Дослідження режиму опадів у південно-західній частині Одеської області

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ТЕМА ПЕРЕДДИПЛОМНОЇ КУРСОВОЇ:

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМУ ОПАДІВ У ПІВДЕННО-ЗАХІДНІЙ ЧАСТИНІ ОДЕСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Зміст

  • Вступ
    • Глава 1. Загальна характеристика кліматичної системи південно-західної частини України
    • 1.1 Фізико-географічний опис місцевості
    • 1.2 Фактори, що зумовлюють формування клімату
    • 1.3 Характеристика сезонних особливостей синоптичних процесів
    • 1.4 Роль підстильної поверхні у формуванні клімату
    • 1.5 Кліматичний режим (геліо-, вітро-, термо-, вологоресурси)
    • 1.6 Мікрокліматичні особливості південно-західної частини України
    • 1.7 Сценарії можливих змін клімату України у XXI ст. Зміни та коливання регіонального клімату
    • Глава 2. Методи дослідження режиму опадів південно-західної частини Одеської області
    • 2.1 Використана кліматологічна інформація та її опрацювання
    • 2.2 Методи оцінювання статистичних характеристик
    • 2.3 Приклади використання наявної інформації щодо опадів у південно-західній частині Одеської області
    • Висновки
    • Список літератури

Вступ

Актуальність теми. Актуальність дослідження та інтересу вчених до проблеми клімату підтверджується організацією і проведенням багатьох національних і міжнародних програм, які забезпечують значний прогрес у створенні теоретичної та емпіричної баз даних. Тому досить природньо, що увага до окремих, найрізноманітніших складових клімату знайшла своє відображення в роботах багатьох вчених відповідних галузей науки.

Як відомо, однією з складових клімату є режим опадів, що виступає вагомим чинником в ідентифікації типу кліматичної епохи. Тому опис режиму опадів, визначення динаміки показників, пояснення чинників їх формування є логічним продовженням вирішення поставленої проблеми.

Крім того, актуальність роботи визначається практичною необхідністю мати надійну інформацію про надходження атмосферної вологи на територію південно-західної частини України, враховуючи, зокрема, агро — та рибопромислову спрямованість регіону, наявність розгалуженої системи шляхів водного транспортного сполучення міжнародного й локального рівнів, заповідність території дельти Дунаю, рекреаціонну значущість регіону.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є опис режиму опадів південно-західної частини України, визначення динаміки показників, пояснення чинників їх формування.

Основною задачею наукового дослідження є розробка типових форм відстеження показників опадів, які можуть служити критерієм, як для аналогічних досліджень за іншими регіонами, так і для прогнозів на основі гідродинамічного моделювання.

Об'єкт дослідження-атмосферна волога та її розподіл в хронологічному відстеженні.

Предмет дослідження — дані Ізмаїльської дунайської гідрометеорологічної обсерваторії, метеорологічних станцій у м. Болграді, м. Вілкове та м. Сарата.

Методи дослідження — математичне моделювання і чисельний експеримент, просторово-часове узагальнення даних, фізико-статистичний аналіз.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в моделюванні режиму опадів південно-західної частини України, визначення динаміки показників, пояснення чинників їх формування.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що отримали розвиток моделі в довгостроковому минулому періоді, в результаті є можливість переходу до довгострокового прогнозу на якісно новій теоретичній основі.

Практичне значення визначається також тим, що будь-яке покращення метеорологічного забезпечення аграрного сектору приводить до суттєвого економічного зиску для сільского господарства тощо.

Глава 1. Загальна характеристика кліматичної системи південно-західної частини України

1.1 Фізико-географічний опис місцевості

Південно-західна частина України — Одеська область займає територію Північно-Західного Причорномор’я від гирла річки Дунай до Тилігульського лиману, а від моря на північ — на 200−250 км. Більша її частина рівнинна з невеликим ухилом у бік моря, тільки на північно-західну і західну її частини заходять невисокі згладжені відроги Волинсько-Подільської височини і південні відроги Молдавських Кодр. У підвищеній частині області висота місцевості ледь перевищує 200 м над рівнем моря. У бік моря і долин рік місцевість поступово знижується до висоти 100 м і менше. Рельєф області на півночі розрізаний глибокими балками ярами, на півдні водорозділи стають широкими, глибина балок зменшується [34].

Морське узбережжя в межах області, простягається на 300 км. Одещина розміщена у степовій та лісостеповій природних ландшафтних зонах.

Ріки Одеської області належать басейну Чорного моря. Через північні райони області протікає Південний Буг. Береги його характеризуються великою крутизною. Дунай і Дністер течуть у широких заболочених долинах. У плавневій частині багато озерець. Дельта Дунаю дуже заболочена і розрізана численними рукавами і протоками. Крім того, у південній частині області по глибоких і широких долинах протікають невеликі річки, які влітку пересихають. У північній і центральній частинах області є ставки.

Більшість лиманів на морському узбережжі ізольовані від моря, лише деякі з лиманів з'єднуються з морем і використовуються для судноплавства.

Незважаючи на свою порівняно невелику площу (5,5% території України), Одеська область розташовується в трьох кліматичних зонах: Придністровський лісостеп, Західний степ, Причорноморський степ. Кількість днів без сонця майже 70 за рік (у квітні, травні, вересні та жовтні їх не більше як по 4, з листопада по лютий — у середньому по 14).

Клімат Одещини помірно континентальний зі спекотним сухим літом, м’якою малосніжною нестійкою зимою. Середньорічна температура коливається від 8, 20С на півночі до 10,80С на півдні. Відповідно взимку вона складає - 5,00С, а влітку + 20,00С Пересічна температура січня змінюється в межах області від — 5,00 на півночі до — 1,80 на південному заході, липня відповідно-від + 21,0 0 до 22,90. Безморозний період триває 130−150 днів на півночі, 166 — 208 — на півдні. Період активної вегетації (з середньодобовими температурами понад 100) становить 170−190 днів. Сума активних температур — головний показник ресурсів тепла для сільського господарства, коливається від 2500 0 (на півночі) до 34000 (на південному заході області).

За кліматичними особливостями Одеську область можна розділити на три частини: північну, центральну і південну. В даній роботі розглядається південна частина Одеської області, що є дуже посушливою, помірно жаркою агрокліматичною зоною.

При зниженні значення гідротермічного коефіцієнта нижче 1,0 погодні умови періоду вегетації посушливі. В цих умовах головними ризиками є посуха та пожежа. Небезпечними також є зливи з градом при дуже низької імовірності вимерзання. За основними характеристиками мікрокліматичні особливості [37]:

Гідротермічний коефіціент — 0,8

Погода вегетації - Посушлива

Імовірність ризиків: посуха — 35%, пожежа — 30%, град — 15%, зливи — 15%, заморозок — 5%.

1.2 Фактори, що зумовлюють формування клімату

Радіаційний режим. Радіаційний баланс підстильної поверхні характеризує променисту енергію, яку ця поверхня отримує або втрачає, що призводить відповідно до її нагрівання або охолодження. Згідно із законом збереження енергії це спричинює фізичні процеси, під дією яких виникає теплообмін між атмосферою й іншими складовими кліматичної системи, а також між підстильною поверхнею і глибшими шарами суходолу та океану — у південно-західній частині Одеської області суми сумарної сонячної радіації відповідно складають 4800 МДж/м2/Рік [27].

У теплообміні беруть участь також витрати тепла на танення снігу або льоду, тепло, що переноситься опадами, пов’язане з дисипацією кінетичної енергії, з тертям між підстильною поверхнею та потоком повітря, а також біологічний теплообмін, зумовлений перетвореннями радіаційної енергії на хімічну у процесі фотосинтезу й виділення тепла під час окислення біомаси тощо. Найбільшу роль у теплообміні між складовими кліматичної системи відіграють прихована й явна теплота. Швидкість випаровування, яка визначає першу з них, залежить від швидкості вітру, шорсткості та зволоження поверхні випаровування, особливостей вертикального розподілу водяної пари у приземному шарі повітря. У зв’язку з цим умови випаровування розрізняються у різні пори року над суходолом і океаном — у південно-західній частині Одеської області витрати теплоти на випаровування вологи складають 500 МДж/м2 /Рік.

Більша частина довгохвильового випромінювання підстильної поверхні поглинається атмосферою (109 одиниць із 114), на зустрічне випромінювання атмосфери припадає 96, на енергію, що випромінюється у космічний простір — 72 одиниці (вона визначається випромінюванням верхньої межі хмарності та верхніх шарів атмосфери). Радіаційний баланс підстильної поверхні позитивний і дорівнює 29 одиниць, для атмосфери він від'ємний і має таке ж абсолютне значення. У південно-західній частині Одеської області радіаційний баланс земної поверхні складає 3000 МДж/м2/Рік.

Циркуляційні фактори клімату. На формування клімату України роблять вплив помірні, арктичні і тропічні повітряні маси. Пануючими повітряними масами в Україні є помірні континентальні повітряні маси, вони і формують на значній території країни помірно континентальний тип клімату.

В Україні влітку і взимку переважає широтний (захід — схід) рух повітря, а навесні і восени — меридіональне (північ — південь) рух повітря. Підстилаюча земна поверхня впливає на розподіл сонячної радіації, рух повітряних мас.

Рівнинний рельєф більшої частини України обумовлює збільшення показників сонячної радіації і середньої температури з півночі на південь; не перешкоджає проникненню повітряних мас з різних сторін. Карпатські і Кримські гори перешкоджають проникненню холодних повітряних мас. В горах збільшується кількість опадів і знижується температура повітря. На клімат України великий вплив надають повітряні маси з північної частини Атлантичного океану, у меншій мірі - збоку Північного Льодовитого океану. На мікроклімат території роблять вплив річкова сіть, грунтово-рослинний покрив, забудова і т.д.

Протягом року змінюється вітровий режим. Зміни відбуваються у напрямі і швидкості вітру. Ці зміни залежать від центрів атмосферного тиску. Через Україну проходить смуга високого тиску. На північ від цієї смуги переважають вітри західного напряму, на південь — східного. Середня швидкість вітру в Україні складає 4 м/сек.

Характеристику циклонів та антициклонів південно-західної частини України наведено у табл.1. 1

Таблиця 1.1. Характеристика циклонів та антициклонів південно-західної частини України

Баричні утворення та райони їх виникнення

Час утворення

Повторюємість у районі виникнення, кількість випадків

Середній тиск у центрі утворення, гПа

Термін впливу на погоду, суток

Циклони західної частини Чорного моря

Переважно холодне півріччя

6

1005

8

Циклони східної частини Чорного моря

Переважно холодне півріччя

4

1006

8

Циклони південної частини України

Тепле півріччя

8,5

1005

8,5

Орографичні циклони південно-східної частини України

Холодне півріччя

12

1027

24

Антициклони східної частини чорного моря

Квітень-вересень

6

116

9

1.3 Характеристика сезонних особливостей синоптичних процесів

Взимку на Україні, зокрема в південно-західній її частині, дуже розвинена циклонна діяльність. Більшість циклонів переміщаються сюди саме в цей сезон. Тому взимку спостерігається інтенсивний міжширотний обмін повітря.

Перехід до зимового сезону відбувається тоді, коли земна поверхня буває вже значно вихолоджена і починаються регулярні вторгнення на Україну арктичного повітря. Останній зазвичай поширюється в антициклонах з північного сходу або північного заходу в тилу серії упірнаючих циклонів. При вторгненні арктичного повітря посилюється вітер, виникають низові завірюхи, температура повітря знижується до — 30… — 35 °C, а зокрема в південно-західній частині України до — 7… — 10 °C.

Іншими характерними для зими процесами є східні дії, пов’язані з посиленням східного антициклону. Відріг цього антициклону часто поширюється на територію України. Якщо ж відріг тягнеться не зі сходу, а з північного сходу, то континентальне помірне повітря поширюється майже на всю територію України, окрім південних областей. Тоді переважає холодна погода з сильним східним і північно-східним вітром, низовими завірюхами, поземками і ін.

Відмітна особливість зими — часта відлига, пов’язана з переміщенням циклонних утворень з північного заходу, заходу, південного заходу і півдня. Найбільш інтенсивна відлига, значні осідання, ожеледиці і завірюхи спостерігаються при виході південних і південно-західних циклонів, що приносять в теплих секторах морське тропічне повітря з Середземного моря. Західні і північно-західні атлантичні циклони приносять морське повітря помірних широт. В цілому погода зимового сезону відрізняється великою кількістю похмурих днів, частими осіданнями, туманами, ожеледдю.

Перехід до весняного сезону характеризується підвищенням ролі радіаційного чинника і посиленням впливу підстилаючої поверхні. Процеси адвекции слабшають у міру зменшення температурних контрастів між морем і сушею. За умовами циркуляції початок весни пов’язаний з ослабінням північносхідних і східних дій і посиленням західних. У квітні і травні на ще спостерігаються повернення холоди, викликані крайкою арктичного повітря. Вони обумовлюють різкі похолодання і заморожування.

Атмосферні процеси весняного сезону характеризуються посиленням Азорського антициклону. Його відроги і окремі ядра виходять на Європейський континент, поступово поширюються на схід. Над Україною вони представлені відрогами, що тягнуться із заходу. Ці процеси обумовлюють теплу сонячну погоду без опадів.

Весной атмосферні процеси поступово переходять від зимових до літніх. Отже, і погодні умови, особливо в першу половину весни, відрізняються великою різноманітністю, мінливістю. Весна характеризується різкими переходами від потеплінь до похолодань, від сухої погоди до дощової.

Літній сезон характеризується високою інтенсивністю сонячної радіації і слабкою адвекцией. На формування літніх циркуляційних процесів максимальний вплив робить земна поверхня. Обширні рівнини республіки, особливо південні степові райони, сприяють інтенсивній трансформації повітря. Процес трансформації накладає відбиток на циркуляційні процеси літнього сезону.

Для баричного поля у зв’язку з цим характерні слабо розвинені розмиті області підвищеного і зниженого тисків. Невеликі циклонні обурення утворюються під впливом орографії і термічних особливостей земної поверхні. Ядра високого тиску є окремими утвореннями Азорського антициклону або виникають над внутрішніми морями при спільній дії орографії і термічних умов поверхні Морея.

Значно розвивається Азорський антициклон, що поступово поширюється на схід. При цьому через Британські острови і затоку Біськайський на Європейський континент виходять антициклони азорського походження, що просуваються потім на схід. За умовами циркуляції цей процес і характеризує початок літнього сезону. В результаті над південними районами Західної Європи і півднем європейської частини України утворюється широка смуга підвищеного тиску, особливо добре виражена влітку. Найчастіше вона представлена відрогами, що тягнуться із заходу, від стаціонарних антициклонів над Центральною Європою. При таких процесах на території України тривалий час стримується суха погода з інтенсивним підвищенням температури.

Таким чином, літній сезон південно-західної частини України, особливо його друга половина, відрізняється переважанням зон підвищеного тиску з антициклонною погодою без опадів.

Області низького тиску літом представлені переважно слабо вираженими циклонами і улоговинами, що переміщаються із заходу і півночі. При русі через Україну з північного заходу на південний схід баричних улоговин з холодними фронтами часто спостерігаються зливи, що супроводяться грозами і градом.

В цілому погодні умови літнього сезону відрізняються значним підвищенням температури за рахунок прогрівання земної поверхні, великою повторюваністю ясних днів, рідкими туманами, збільшенням кількості опадів і активною грозовою діяльністю.

За багатолітніми даними, літні процеси тривають до середини серпня, потім характер циркуляції різко міняється.

Протягом осіннього сезону вплив Азорського антициклону повністю припиняється. Замість нього в жовтні-листопаді починає розвиватися Сибірський антициклон. Одночасно (у другу половину осені) унаслідок збільшення контрастів температури між сушею і морем посилюється циклонна діяльність. Зростає повторюваність південних п західних циклонів. У зв’язку з частішими вторгненнями холодного арктичного повітря в листопаді на більшій частині України температура повітря переходить через Про °С, починаються морози. На фронтальних розділах одночасно з дощем випадає сніг.

1.4 Роль підстильної поверхні у формуванні клімату

Підстильна поверхня, поряд із сонячною радіацією та циркуляцією атмосфери, є важливим кліматоутворювальним фактором. За розмірами, структурою, типами, фізичними і іншими властивостями вона впливає на формування глобального, регіонального клімату та мікроклімату [17].

На Землі є два основні види підстильної поверхні: вода і суходіл, які мають різні фізичні властивості (теплоємність, теплопровідність, особливості поглинання сонячної радіації, альбедо та ін) та формують морський і континентальний типи клімату. Вплив морського клімату, завдяки західному переносу, поширюється далеко вглиб суходолу, тому континентальність клімату на сході України більша ніж на заході. Водна поверхня і особливо суходіл мають різноманітні особливості будови, які впливають на складові радіаційного та теплового балансу, циркуляцію атмосфери і формують клімат певної території. В океанах є теплі та холодні течії, мілководні ділянки. На суходолі на формування клімату також впливає рельєф, моря, внутрішні води, ґрунтовий та рослинний покрив, а взимку ще й сніговий покрив.

На півдні України розташована Причорноморська низовина з абсолютними відмітками на півночі до 120 — 150 м та 2 — 10 м на півдні з плоскою рівнинною поверхнею. Характерними елементами рельєфу є безстічні замкнуті зниження — поди та еолові піщані горби — кучугури. Через Перекопський перешийок вона переходить у Північно-кримську рівнину. Річкові долини на півночі досягають глибини 50 — 80 м, на півдні - 10 — 15 м. Вододіли річок плоскі, а їх береги порізані ярами та балками.

Водні об'єкти по-різному впливають на метеорологічний режим території. Виявлено підвищення відносної вологості повітря у районі їх розташування: на 4 — 10% до висоти 1 км лише у прибережній смузі, а в районі моря — на 16 — 20%. Це збільшення поширюється на відстань до 20 — 30 км. Водойма площею 20 км2 сприяє зниженню температури повітря у жаркі дні у смузі завширшки до 200 — 400 м на 2 — 4 °C на висоті 150 см і збільшенню вологості повітря на 15 — 20%. Вплив невеликих природних та штучних водойм помітний ще у вужчій смузі. Великі водосховища та озера збільшують тривалість безморозного періоду на узбережжі на 2 — 3 тижні. Найбільше впливають водосховища на вітер — спостерігається збільшення швидкості вітру над ними та на узбережжі на кілька десятків відсотків. Вдень на узбережжі помітні бризи. Водна поверхня сприяє збільшенню стійкості стратифікації атмосфери. Масштаби цього впливу визначаються її площею.

1.5 Кліматичний режим (геліо-, вітро-, термо-, вологоресурси)

Атмосферний тиск і вітер. Взимку над Україною переважає антициклональный характер погоди в системі відрогу Азіатського антициклону. Але важливе значення має і циклонна діяльність, що посилюється взимку. Все це визначає значні коливання тиску і різку зміну погоди [9].

Влітку баричне поле формується під впливом відрогу Азорського антициклону. Слабшає інтенсивність атмосферної циркуляції. Часто виникають місцеві термічні, слабо розвинені баричні утворення. Восени і весною баричне поле має перехідний характер.

В середньому за рік над східними районами України під впливом відрогу Азіатського антициклону і над південно-західними районами в середньому перебігу річок Дністер і Лозина під впливом відрогу Азорського антициклону тиск підвищений (більше 1017,5 гПа). Вісь найбільш високого тиску проходить через Україну з південного заходу на північний схід. У північному і північно-західному напрямах тиск знижується унаслідок частих переміщень тут західних циклонів. Наявність термічної депресії над Чорним морем обумовлює пониження тиску в південному напрямі.

На території України найбільш високі значення тиску в річному ході наголошуються в зимовий час, тому баричне поле на середньорічних картах схоже з середнім за зиму полем тиску.

Внутрішньорічний розподіл тиску відрізняється великою різноманітністю. Воно визначається термічними і циркуляційними умовами і має добре виражений сезонний характер. У окремі роки спостерігається значна нестійкість баричного режиму, що викликає різкі зміни погодних і кліматичних умов в різні сезони року.

Річна амплітуда тиску на рівні моря, мало змінюючись по території, зростає із збільшенням континентальності клімату. На північному заході України вона складає 8 гПа, в Криму 8,5−9, на сході до 11−11,5 гПа.

Середні місячні значення тиску в окремі роки змінюються широко. У теплий період року, коли слабшає інтенсивність циркуляційних процесів і над Україною переважає малоградієнтне баричне поле, коливання середніх місячних значень тиску малі (4−11 гПа). Найбільшими вони бувають в зимові місяці (18−24гПа). Значно менша амплітуда коливань середніх місячних величин тиску наголошується в Криму (17 — 19 гПа). Річне значення тиску в окремі роки змінюється від 3 до 6 гПа, тобто середні річні величини тиску досить стійкі.

У добовому ході зміни тиску наголошується два максимуми і два мінімуми. Основний уранішній максимум виражений практично протягом всього року близько 9−11 ч. Післяполудневий основний мінімум тиску — після 16−18 ч. Причому екстремальні значення влітку настають на 1−2 ч раніше, а взимку — пізніше середнього. Виявляються і вторинні, менш чітко виражені максимум і мінімум. Добова амплітуда середнього тиску невелика (менше 2 гПа), але в ясні антициклональные дні може досягати 6−9 гПа. Чіткіше добовий хід зміни тиску виражений влітку. Взимку і осінню він згладжений.

У окремі дні залежно від інтенсивності циркуляційних процесів зміни тиску за добу можуть бути і значнішими. При проходженні фронтів, глибоких циклонів вони можуть досягати 15−20 гПа і більш.

Середня междусуточная мінливість тиску найбільша в січні. У два рази і більш вона перевищує мінливість в липні. Екстремальні значення мінливості в холодний період року можуть досягати 30−35, в теплий — 15−20 гПа.

Абсолютні максимуми і мінімуми значно перевершують найбільші і найменші середньомісячні значення тиску. Так, над більшою частиною України абсолютний максимум тиску спостерігався 23−24 січня 1907 р. при інтенсивному розвитку антициклогенезу над всією Європою. Абсолютні максимуми вищі, а мінімуми нижче в холодний період року. Абсолютна річна амплітуда тиску досягає 80−92 гПа.

Баричне поле, знаходячись в тісному зв’язку з циркуляцією атмосфери, процесами фронтогенеза і фронтолиза, трансформацією повітряних мас, визначає режим вітру. Істотний вплив на вітер роблять рельєф місцевості і інші физико-географические особливості території. Отже, динаміка полий тиску і циркуляційних процесів визначає вітровий режим по сезонах, а орографічні умови часто вносять до нього помітні зміни. У атмосфері безперервно спостерігаються рухи повітря, різні по інтенсивності і по охоплюваній ними території. Вітер є векторним параметром метеорологічних процесів в і кліматичних умов, гак як переміщення повітряних потоків характеризується напрямом і швидкістю, причому ці показники відрізняються високою мінливістю.

Для України характерні постійні зміни напряму і швидкості вітру протягом року. У холодний час у зв’язку з формуванням і подальшим посиленням східного антициклону і його відрогу на півдні, південному сході і сході України збільшується вірогідність вітрів східної половини горизонту; у окремих районах вона досягає 50−60%. Разом з цим часто спостерігаються західні і південно-західні вітри. На крайньому півдні території, особливо в Криму, на побережжі Чорного моря звичайні взимку північні і північно-східні вітри, вірогідність яких складає 30−35%. Пояснюється це наявністю Чорноморської депресії, яка і визначає режим вітру. У західних районах спостерігаються західні і південні вітри.

Весной у зв’язку з посиленням ролі радіаційного чинника і місцевих умов в степовій зоні переважають вітри східного напряму, в північніших районах — південно-східного. На побережжі вже з березня розвивається бризовая циркуляція і переважають вітри з південною складовою.

В кінці весни слабшає, а потім зовсім руйнується відріг Азіатського антициклону і посилюється, поширюючись в східному напрямі, відріг Азорського антициклону. Відповідно до характеру баричного рельєфу практично по всій Україні в теплий період року переважають західні і північно-західні вітри. Слід зазначити, що стійкість переважаючих напрямів вітрів порівняно невелика. Літній тип вітрового режиму є найбільш однорідною системою вітрів.

Якщо проаналізувати річні троянди вітрів, то можна виявити певні особливості вітрового режиму в різних районах України. Так, на сході території найбільшу повторюваність мають вітри протилежних напрямів — східні і західні, північносхідні і південно-західні. Під впливом місцевих особливостей орографії в деяких районах річний хід і просторовий розподіл повторюваності напрямів вітру порушуються.

Термічний режим. Максимальна і мінімальна температури є екстремальними показниками температурного режиму. Вони мають більшу мінливістю в порівнянні з середньою місячною температурою в часі і просторі. Розподіл екстремальних температур залежить від циркуляційних процесів, але більшою мірою від всіляких физико-географических чинників. Великі відмінності у формах рельєфу і фізичних властивостях підстилаючої поверхні обумовлюють місцеву циркуляцію, яка сприяє підвищенню або пониженню температури, збільшенню її контрастів [9].

Максимальна температура в денні години в низинах, на схилах долин, звернених до Сонця, в місцях з поганим стоком повітря в ясні сонячні дні, особливо в теплий період року, буде вище, ніж на відкритому рівному місці. У великих містах в порівнянні з околицями спостерігається вища максимальна температура.

Крупні водні об'єкти згладжують хід максимальної температури повітря: у теплу пору року вона буде декілька нижче, в холодне — вище. Максимальна температура повітря зазвичай наголошується близько 14−15 ч, оскільки в цей час відбувається найбільш інтенсивне перемішування повітря. Мікрокліматичні умови впливають на максимальну температуру менше, ніж на мінімальну.

Повторюваність максимальної температури повітря в різні сезони року залежить від інтенсивності атмосферних процесів. У холодний період року значне потепління обумовлене адвекцией теплих повітряних мас, особливо з Середземного моря. У теплий час висока температура формується при стаціонарних антициклонах, розташованих над півднем України і Чорним морем.

Річний хід максимуму аналогічний річному ходу середньої температури, тобто найбільші значення наголошуються в літні місяці, найменші, — взимку.

На території України протягом всього року абсолютний максимум завжди вище 0 °C. Найбільш низькі його значення наголошуються взимку (грудень-лютий) і складають 10−15 °С. Інтенсивне підвищення максимальної температури починається після остаточного сходу снігового покриву. У березні максимальна температура повітря складає на значній території 20. У квітні інколи наголошуються дуже теплі дні, коли максимальна температура зростає до 29−32 °С. Надалі зростання максимальної температури декілька сповільнюється. У травні рекордні максимуми складають 32−35 °С.

Найбільш висока максимальна температура повітря (36−39 °С) спостерігається в червні-серпні. Вона однорідна по всій Україні і лише на півдні і південному сході максимум досягає 40−41 °С. Проте в окремі роки з аномальним розвитком циркуляційної діяльності максимум може наголошуватися в травні і вересні. Повільне пониження максимальної температури починається у вересні. Спад продовжується в жовтні і листопаді. Різке пониження максимальної температури повітря наголошується в грудні.

На заході території амплітуда температури повітря за рік складає 22 °C. Тут протягом всього року переважають вітер із західною складовою і перенесення повітря з Атлантики. На схід амплітуда збільшується до 29 °C, що свідчить про посилення континентальності клімату в цьому напрямі.

Дія Чорного моря виявляється слабо, в основному на прибережних станціях.

Режим опадів. Наявність вологи в атмосфері, її пересування і фазові перетворення грають істотну роль у формуванні погоди і клімату. Місткість вологи у повітрі залежить від походження повітряної маси. Більш всього волога міститься в повітрі, що поступає на Україну з Середземного моря і Атлантичного океану. Повітряні маси, що переміщаються з Арктики, мають низьку місткість вологи.

Місткість вологи у повітрі в 7-кілометровому шарі над Україною складає в середньому за рік 15 кг/м2 і змінюється протягом року від 9 взимку до 27 кг/м2 влітку. Випадання опадів на Україні тісно пов’язане з вологооборотом. Останній зазвичай характеризується коефіцієнтом вологообороту, який є відношенням загальної кількості опадів, випадних на даній території, до кількості опадів, що утворюються з водяної пари, приношуваної на дану територію ззовні. Для України він складає 1,0−1,1, тобто тут осідання в основному адвективні і лише близько 3−4% їх утворюється з водяної пари місцевого походження.

Освітленість і випадання опадів на території України — наслідок складних макроциркуляційних процесів, що визначають тепло — і вологообмін в атмосфері. Суть цих процесів полягає в перенесенні на значну відстань тепла і водяної пари з Атлантики і Середземного моря, а також розвитку під впливом циклонної діяльності великомасштабних вертикальних рухів, що наводять до підйому вологи в тропосфері.

По особливостях створення опадів Украина відноситься до континентального району області атлантичного перенесення.

Перенесення повітряних мас тісно пов’язане з циклонною діяльністю. Основна кількість опадів випадає з фронтальних хмар. Взимку випадання їх пов’язано з виходом середземноморських циклонів, проникаючих з побережжя Чорного моря в північному і північносхідному напрямах. Вплив середземноморських циклонів наголошується майже на всій території. Більшість атлантичних циклонів переміщаються зазвичай на північ від території України і рухаються по зональних траєкторіях із заходу на схід. Південні ділянки фронтів цих циклонів охоплюють територію України і зволожують її.

Влітку лише невелика частина опадів випадає в тилу циклонів безпосередньо з морських повітряних мас, у вигляді так званих опадів конвективної нестійкості. Важливу роль грають осідання з тропічного повітря. Останній, переміщаючись з південного сходу по південній і південно-західній периферії антициклону, зволожується і, зустрічаючись з полярним повітрям, дає велику кількість опадів зливового характеру.

Певну роль в збільшенні літніх опадів на Україні грає місцевий циклогенез. На східноєвропейській гілці полярного фронту виникають циклони, які супроводяться випаданням опадів з континентального повітря.

Основною закономірністю просторового розподілу опадів на Україні, обумовленій загальноциркуляційними чинниками, є зменшення опадів з півночі і північного заходу в напрямі на південь і південний схід. Такий розподіл характерний для рівнинної території України. Рельєф, що визначає регіональні особливості циркуляції, вносить істотні зміни до поля опадів. У гірських районах виникає вимушений впорядкований підйом повітряних потоків по схилах гір і возвышенностей, він сприяє посиленню термічної і динамічної турбулентності, розвитку пиклогенеза.

Південні степові райони України (Одеська, Миколаївська, Херсонська і частина Кримською областей) відносяться до районів недостатнього зволоження. Тут наголошується зменшення опадів на південь.

На побережжі Чорного і Азовського Морея, в Прісивашші опадів випадає ще менше (300−325 мм), що пов’язане з впливом бризовой циркуляції.

Розподіл опадів по території може відрізнятися від середнього багатолітнього.

Залежно від вигляду атмосферних опадів рік прийнято ділити на два періоди: холодний, коли разом з твердими осіданнями можуть випадати і рідкі; теплий — з переважанням рідких опадів (квітень — жовтень). У холодний період випадає 20−25, в теплий 75−80% річної суми опадів.

У холодний період кількість опадів на більшій частині території складає 125−150 мм. На возвышенностях (Донецькому кряжі, Приазовською) воно досягає 175−200 мм. У теплий період розподіл опадів по території схоже з їх річним розподілом. Кількість опадів зменшується з північного заходу на південний схід від 500 до 200 мм, тобто більш ніж в два рази. На низовинному побережжі Морея кількість опадів зменшується до 180 мм.

У січні і лютому повсюдно випадає найменша кількість опадів, по всій території воно змінюється трохи — від 20 до 30 мм. Починаючи з березня кількість опадів поступово збільшується, аж до липня. У червні майже повсюдно на Україні випадає максимальна в році кількість опадів.

Вересень найсухіший місяць теплого періоду на Україні. У жовтні в порівнянні з вереснем спостерігається невелике збільшення місячних сум опадів, яке охоплює в основному західні і південно-західні райони. У листопаді і грудні кількість опадів знов зменшується.

Таким чином, на Україні спостерігається континентальний тип річного ходу опадів, при якому сума опадів теплого періоду перевищує суму опадів холодного періоду. Такий розподіл опадів найбільш виражений на возвышенностях і в північних і північно-західних районах України. Амплітуда річного ходу опадів тут складає більше 50 мм. У степових районах річний хід опадів більш рівномірний, особливо на побережжі Морея, де амплітуда зменшується до 25 мм. У окремі роки максимум і мінімум опадів можуть бути зрушені на інші місяці.

Найбільші місячні суми опадів, які наголошувалися на Україні, перевищують середнє багатолітнє значення в 2−3 рази. На більшій частині території вони змінюються від 65 до 250 мм залежно від сезону року.

Найменша кількість опадів за місяць складає 0−10 мм. Значення по місяцях складають 13 — 40 мм. Із збільшенням сум опадів збільшується і їх мінливість. Найбільшою мінливістю характеризуються осідання літнього і осіннього сезонів.

Число днів з опадами різної величини, доповнює дані про місячну і річну кількість опадів і характеризує частоту їх випадання. Ця характеристика залежить від пори року, рельєфу і експозиції схилів. Річне число днів з опадами більше 0,1 мм по території змінюється відповідно до кількості опадів, зменшується з північного заходу на південь і південний схід. На більшій частині території України складає від 140 до 165, в південній частині степу — 120--140, на побережжі Чорного і Азовського Морея зменшується до 100 днів. На возвышенностях число днів з осіданнями більше 0,1 мм збільшується в порівнянні з рівнинною територією.

Число днів в році з опадами більше 5,0 мм розподіляється по території України приблизно так само, як число днів з опадами більше 0,1 мм.

У річному ході кількості днів з опадами більше 0,1 мм, а також більше 5,0 мм просліджується один максимум в зимові місяці (у грудні або січні), вторинний максимум спостерігається в червні. Мінімум доводиться зазвичай на вересень, вторинний, — на травень.

На території України річне число днів з опадами більше 10 мм в добу складає в північних і центральних районах 12−14, западных — 15−19, південних, — 7−9. Опади більше 30 мм (рясні) зазвичай наголошуються в лісостепі і північній частині степової зони (в середньому 1 день у році).

Зазвичай рясні зливові осідання випадають влітку (червень-липень). У окремі роки кількість днів з опадами може відрізнятися від середнього багатолітнього значення.

Інтенсивність злив по території України можна охарактеризувати найбільшою кількістю опадів, що випали за добу. На значній частині території України найбільша кількість опадів складає 140−170 мм, в південних степових районах — 100 — 140.

Важливими характеристиками злив є їх інтенсивність і тривалість. У всіх физико-географических районах України максимальна інтенсивність злив досягає 7−10 мм/мин. Найчастіше велика інтенсивність наголошується під час короткочасних злив. Найбільша тривалість злив на рівнині - близько 2 ч.

Сніговий покрив істотно впливає на формування клімату в зимовий сезон. Він грає велику роль у формуванні термічного режиму приземного шару повітря і зволоженні верхніх горизонтів грунту. Унаслідок великої відбивної здатності снігу радіація, що поступає в зимовий сезон, майже повністю відбивається (альбедо якого щойно випав снігу більше 70%). В той же час завдяки малій теплопровідності сніговий покрив оберігає грунт від глибокого промерзання, захищає зимуючі рослини від низьких температур.

Утворення снігового покриву на Україні пов’язане з снігопадами, що викликаються вторгненням арктичних мас повітря і їх взаємодією з повітрям помірних широт, а також із загальним сезонним пониженням температури повітря і грунту.

Сильні снігопади (більше 20 мм опадів) можуть приносити збиток народному господарству — наводять до заметів на дорогах, частковому або повному припиненню руху автотранспорту, налипанню мокрого снігу на дротах, пошкодженню ліній зв’язку і електропередач.

Тривалість періодів з сильними снігопадами залежить від характеру синоптичних процесів і складає від 1 до 10 днів. Найбільша їх тривалість характерна для січня і лютого. Як правило, тривалі снігопади охоплюють значні території.

На Україні середня щільність снігу при найбільшій висоті снігового покриву змінюється від 0,20 в степу до 0,25 г/см3 на північному сході території.

Вологість повітря. Вологість повітря зазвичай характеризується такими показниками: абсолютною вологістю, або пружністю водяної пари, відносною вологістю і дефіцитом вологості (недоліком насичення). Пружність водяної пари є парціальним тиском водяної пари, що знаходиться в повітрі. Відносна вологість — відношення пружності водяної пари, що міститься в повітрі, до пружності пари, що насичує, при даній температурі. Вона показує, як далека водяна пара, що знаходиться в повітрі, від стану насичення. Дефіцит вологості - різниця між пружністю водяної пари, що міститься в повітрі, і пружністю насичення водяної пари при даній температурі і тиску.

Пружність водяної пари змінюється залежно від физико-географических умов місцевості, пори року і стану погоди. Річні величини пружності водяної пари по території України змінюються трохи. На більшій частині території пружність водяної пари складає 8−9 гПа, в гірських районах вона менше на 1 — 2 гПа, на побережжі приблизно на стільки ж більше. Пружність водяної пари зростає від зими до літа відповідно до ходу температури.

Найменші значення її наголошуються в січні - лютому. На більшій частині території пружність водяної пари в цей час складає 3,7−5,0 гПа і більш. Максимальні значення пружності водяної пари наголошуються в липні. У північних і західних районах України пружність водяної пари складає 15−16 гПа. Найнижчі значення наголошуються в Кримських горах (12,0−13,0 гПа), а найвищі - на побережжі Морея (20 гПа і більш).

У перехідні сезони пружність водяної пари змінюється відповідно до ходу температури: навесні вона швидко збільшується, а восени — зменшується. Причому у весняні місяці загальне влагосодержание нижніх шарів атмосфери помітне менше, ніж в осінніх, що пояснюється великими витратами тепла на прогрівання підстилаючої поверхні.

Добовий хід пружності водяної пари найбільш виражений влітку. Його амплітуда змінюється від 0,9 на півночі території до 4,4 гПа на півдні. Особливістю добового ходу пружності є наявність двох мінімумів: перший — наголошується перед сходом Сонця одночасно з уранішнім мінімумом температури, другої, — настає біля 13 — 14 ч, коли унаслідок інтенсивного перемішування нижніх вологих шарів повітря з сухішими верхніми відбувається зменшення влагосодержания. У післяполудневі години у міру ослабіння інтенсивності турбулентного обміну пружність водяної пари збільшується. Максимум пружності на більшій частині території доводиться на 19 ч. Добовий хід пружності водяного пара взимку рівніший. Добова амплітуда не перевищує 0,7 гПа, мінімум пружності наголошується в 13 ч, максимум — в 7 ч. Добові значення пружності в окремі дні і роки відхиляються від багатолітнього середнього. Взимку при стійкій антициклонній погоді вона знижується до значень, близьких до нуля, в періоди циклонної погоди різко збільшується, досягаючи 10−15 гПа і більш. Влітку межі змін влагосодержания ще більші. У сухі холодні дні при арктичних вторгненнях пружність знижується до 5−8, а у вологих теплих підвищується до 25−35 гПа. Вміст вологи не завжди слідує за зміною температури повітря. Коефіцієнти кореляції між температурою повітря і пружністю водяного пара взимку складають 0,40, 5,. весной і осінню 0,6−0,7, влітку 0,8. Таким чином, взимку залежність пружності водяної пари від температури істотно менша, ніж в інші сезони. Це пояснюється тим, що взимку при порівняно низьких температурах одним і тим же змінам температури повітря відповідають значно менші зміни пружності водяної пари, чим влітку.

Відносна вологість. Для практичних цілей найбільший інтерес представляють дані про відносну вологість, міру насичення повітря водяною парою, що є показником.

Річний і добовий хід відносної вологості протилежні до ходу температури і пружності водяної пари. Взимку відносна вологість вища, ніж влітку. На більшій частині території ці відмінності складають 15−20%, на побережжі Морея і в Криму вони досягають 30%. Добовий хід відносної вологості в зимові місяці виражений слабо. У грудні і січні амплітуда добового ходу складає 3−6, а в лютому 8−10 '%.

З настанням весни амплітуда відносної вологості па більшої частини території України збільшується, досягаючи максимуму (30−35%) в травні - червні. Особливо великі відмінності відносної вологості між денним і нічним годинником у високогірних районах Українських Карпат (40−45%). Починаючи з липня добова амплітуда вологості поступово зменшується.

Мінімум відносної вологості повітря зазвичай настає близько 13 ч. Тому для характеристики відносної вологості використовуються ці дані. У холодний період року відносна вологість в 13 ч по території змінюється трохи. У січні вона майже повсюдно більше 80%. У лютому і березні вона зменшується до 70%. У квітні з’являються риси літнього розподілу відносної вологості. Її значення всюди зменшуються в порівнянні з даними березня на 10−15, а на південному сході республіки на 20%. У травні встановлюється типовий літній розподіл відносної вологості. По всій території вона зменшується із заходу до південного сходу і півдня від 60 до 45%. Проте на побережжі Морея, в зоні шириною близько 50 км., вона складає 60, а в деяких пунктах досягає 70%. У червні відносна вологість повітря в 13 ч декілька збільшується (на 2−4%) в порівнянні з травнем у зв’язку з активізацією зливової діяльності і збільшенням кількості опадів. У липні і серпні відносна вологість в степу зменшується па 1−4% за місяць, причому в серпні вона досягає мінімальних значень в році. Цього місяця на Україні досить часто встановлюється зона підвищеного тиску, в якій відбувається інтенсивне прогрівання повітря.

У серпні в Поліссі і лісостепі відносна вологість в 13 ч складає в середньому 55−60, в степу вона зменшується до 45, на південному сході України і в Степовому Криму до 40%. У вересні на всій території відносна вологість в 13 ч збільшується в середньому на 5%, у жовтні з посиленням циклонної діяльності відносна вологість збільшується на 10−15%.

У листопаді відбувається повсюдне збільшення відносної вологості повітря в 13 ч, розподіл її по території стає більш рівномірним і набуває рис, характерних для зимового сезону. Максимум відносної вологості повітря в 13 ч повсюдно наголошується в грудні. По всій території його значення змінюються трохи — 82−90%.

Відносна вологість повітря в 13 ч в окремі роки і місяці може відрізнятися від середньої багатолітньої і особливо істотно в теплий період. Про вірогідність різних значень середньої відносної вологості в 13 ч можна судити за даними таблиці. 10, а також по відомостях, що містяться в літературних джерелах.

У західних районах України в теплий період переважає відносна вологість 50−60%, а вологість нижче 30% зовсім не наголошується. На схід картина помітно міняється. У східних і південних районах України повторюваність середньої місячної відносної вологості повітря нижче 30% збільшується. Тут найчастіше в теплий період року відносна вологість складає 40−50%.

Атмосферні явища. Просторовий розподіл хмарності, її сезонний хід, вертикальна потужність і горизонтальна протяжність визначаються циркуляцією атмосфери, тепловим і радіаційним режимами, характером земної поверхні. У різні сезони року ці чинники виявляються неоднозначно.

У холодний період утворення хмарності обумовлюється в основному проходженням фронтів. Фронтальна хмарність зазвичай представлена суцільним покривом хмар шаруватих форм. Взимку важливу роль в утворенні шарувато-купчастих і шаруватих хмар грають сніговий покрив і пов’язані з ним приземні інверсії. Повторюваність шарувато-купчастих (5с) і шаруватих (81) хмар в окремі місяці холодного періоду складає близько 50% числа спостережень. Купчасті хмари взимку — явище досить рідке (1−2%), окрім гірських районів Українських Карпат і Криму, а також Південного берега Криму, де повторюваність купчастих і купчасто-дощових хмар складає 15 — 20%.

У теплий період із збільшенням сумарної радіації зростає термічна неоднорідність земної поверхні, розвиваються процеси трансформації повітряних мас, посилюється конвекція. У цей період повторюваність хмар конвективних форм складає 30−45% загального числа спостережень, хмар верхнього ярусу 35−40 і хмар середнього ярусу близько 40%. Суцільний хмарний покрив буває лише при проходженні фронтів. Повторюваність шаруватих хмар в цей період складає 1−2. Кількісними характеристиками хмарного режиму служать повторюваність похмурого і ясного станів піднебіння, а також середня кількість похмурих і ясних днів. Прийнято вважати піднебіння ясним, якщо кількість хмар не перевищує 2 балів, і похмурим, якщо кількість хмар дорівнює 8 балам і більш. Дні з хмарністю від 3 до 7 балів відносяться до напівясних.

Кількість ясних і похмурих днів доповнює зведення про повторюваність ясного, напівясного і похмурого станів піднебіння. На більшій частині території України ясних днів за рік по загальній хмарності налічується 40−45, на південь збільшується до 70, в Криму до 90. У річному ході найбільше число ясних днів спостерігається в липні - серпні. У ці місяці даний показник змінюється від 5 днів в місяць на півночі і північному заході до 15 днів в південних степових районах.

Річний хід кількості похмурих днів протилежний до річного ходу ясних. На Україні число похмурих днів по загальній хмарності змінюється від 100 на побережжі Чорного і Азовського морів до 160 днів в північних районах.

На освіту і розподіл нижньої хмарності земна поверхня впливає більшою мірою, чим на розподіл загальною. По нижній хмарності кількість ясних днів по території змінюється від 80 на північному заході до 140 в південних і південно-східних районах. Число похмурих днів найменше в південних степових районах і на побережжі Морея (50−70), на північ і північний захід воно збільшується до 80−100.

На більшій частині території кількість ясних днів по нижній хмарності більша, ніж похмурих, на 25−40, а на побережжі Чорного і Азовського Морея приблизно наполовину. У теплий період нижня хмарність майже відсутня. Літом похмурих днів по нижній хмарності буває не більше трьох в місяць. У зимові місяці повсюдно половина днів по нижній хмарності буває похмурою.

Добовий хід хмарності в холодний період року виражений слабо. Амплітуда добового ходу по обох видах хмарності взимку найменша (близько 1 балу). У теплий період найбільша хмарність наголошується в другу половину дня (3,0−4,5 балу по нижній хмарності), найменша — вночі. Амплітуда добового ходу хмарності в цей період — близько 3 балів. Найчіткіше виражений добовий хід купчастих хмар. Найбільша їх повторюваність повсюдно на Україні доводиться на післяполудневий час. У нічний час вони відсутні. Купчасто-дощові хмари найчастіше бувають у вечірні години (18−21 ч).

1.6 Мікрокліматичні особливості південно-західної частини України

Серед несприятливих кліматичних явищ для Одещини характерні суховії (гарячі вітри) та пилові бурі (повторюваність — 3−8 днів на рік), грози (20−26 днів), град (2 дні), посухи, на морському узбережжі - тумани (20−30 днів на рік) в основному в холодну половину року. Заметілі відбуваються рідко (грудень — лютий) — 10 днів на півночі області, 5 — у центральній її частині, на півдні вони вкрай рідкі; ожеледь — від 20 днів на півночі до 5 на півдні.

Початком зими вважається перехід середньодобової температури повітря через 00. На півночі області цей перехід здійснюється з 25 листопада по 1 грудня, у центральній частині з 28 листопада по 9 грудня і у південній з 12 по 9 грудня. Продовжується зима в північній частині 95−107 днів, в центральній 86−100 днів, у південній — 60−70 днів. Суворі зими з тривалими і сильними морозами чергуються з помірно теплими чи дуже м’якими зимами, з короткочасними зниженнями температури нижче 00. Помірно теплі зими бувають частіше, ніж суворі чи м’які. При надходженні на територію області повітря із Середземного моря спостерігаються відлиги, коли температура повітря може підвищуватися до 13−220 тепла. Середні дати останнього морозу на півночі області 21 квітня — 1 травня, у центральних районах 15 квітня і на півдні 5−8 квітня.

Часом настання весни вважається стійкий перехід температури повітря через 00. Перехід середньодобової температури повітря через 100 навесні здійснюється в північних і центральних районах 19−24 квітня, у південних 12−19 квітня. Останні весняні заморозки в повітрі відзначені в північних районах у період 5−24 травня, у центральних 5−12 травня, у південних 27−30 квітня; на поверхні ґрунту на півночі області 25−27 травня, у центральних 11−23 травня, у південних 8−15 травня.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой