Влияние арктических воздушных масс на климат Крымского полуострова

XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние арктических воздушных масс на климат Крымского полуострова

Малицкий Д.Р. 1
1МБОУ г. Керчи РК «Специализированная школа №1 с углубленным изучением английского языка имени Володи Дубинина»
Хребтова Т.В. 1
1пенсионер
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Арктические воздушные массы формируются над ледяной поверхностью полярных широт и приходят с Северного Ледовитого океана. Для них характерны низкая температура и небольшое количество влаги. Они значительно понижают температуру тех районов, куда вторгаются. Летом, продвигаясь в центр Евразии, эти воздушные массы постепенно нагреваются, ещё больше иссушаются и становятся причиной суховеев. Зимой преобладают арктические воздушные массы, которые приносят холод. Арктические воздушные массы двигаются на северо-восток.

С давних пор в Крыму известны так называемые волны холода, или волны арктического холода, которые возникают периодически. Они являются причиной катастрофических явлений в жизни полуострова.

Актуальность. Вопрос об изменении климата интересует всех: чего следует ожидать - глобального потепления, связанного с парниковым эффектом, или глобального похолодания, которое прогнозируют для северного полушария. Однако климатические изменения носят циклический характер, а антропогенный фактор не оказывает существенного воздействия на климат. В целом климат определяется внешними, а не местными антропогенными факторами.

Цель работы состояла в анализе климатических особенностей Крыма под влиянием арктических воздушных масс.

Задачи. Для решения данной цели необходимо решить нескольких задач: проанализировать динамику изменения климата в Крыму; выявить экстремумы аномально теплых и холодных зим в Крыму

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались следующие методы: историко-географический, библиографический.

Роль циркуляции атмосферы в формировании климата

В формировании климата всегда важную роль играет циркуляция атмосферы, или горизонтальные воздушные течения. Силой, заставляющей двигаться воздух, является давление атмосферы.

Неравномерное нагревание и охлаждение земной поверхности приводит к тому, что в атмосфере образуются области повышенного и пониженного давления. Возникая, исчезая, и сменяя друг друга, они вызывают движение воздушных масс, которые, перемещаясь из одного места в другое, меняют свои первоначальные физические свойства. Поэтому там, куда они приходят, создаются совершенно новые погодные условия.

Воздушные массы- значительные объёмы воздуха тропосферы, который обладает определёнными свойствами (температура, влагосодержание). Свойства зависят от особенностей района формирования. Воздушная масса движется как единое целое. Протяжённость воздушной массы может составлять тысячи километров. Вверх она может распространяться до верхней границы тропосферы.

Воздушные массы по скорости перемещения разделяют на две группы: движущиеся и местные. Движущиесявоздушные массы в зависимости от температуры подстилающей поверхности делятся на теплые и холодные. Теплая воздушная масса - движущаяся на холодную подстилающую поверхность, холодная масса - движущаяся на более теплую поверхность. Местные воздушные массы – это воздушные массы, которые длительное время не меняют своё географическое положение. Они могут быть устойчивыми и неустойчивыми в зависимости от сезона, а также сухими и влажными.

Типы воздушных масс

В климатологии выделяют четыре основных типа воздушных масс: экваториальные, тропические, умеренные и арктические (антарктические). Кроме того, каждый из типов подразделяется на подтипы: морские и континентальные, различающиеся между собой по влажности. Например, морская арктическая масса формируется над северными морями – Баренцевым и Белым морем, характеризуется, как и континентальная воздушная масса, но с немного повышенной влажностью (рис. 1).

Рис. 1. Район формирования арктических воздушных масс

Климат России формирует в той или иной степени все воздушные массы, за исключением экваториальной.

Свойства воздушных масс

Рассмотрим свойства различных воздушных масс, циркулирующих на территории нашей страны.

Арктическаявоздушная масса формируется преимущественно над Арктикой в полярных широтах, характеризуется низкими температурами зимой и летом. Ей присуща низкая абсолютная влажность и высокая относительная. Эта воздушная масса господствует круглый год в арктическом поясе, а зимой перемещается в субарктику. 

Умеренная воздушная масса формируется в умеренных широтах, где в зависимости от времени года изменяется температура: летом относительно высокая, зимой относительно низкая. По сезонам года от места формирования зависит и влажность. Эта воздушная масса господствует в умеренном поясе.

Иногда на территории России преобладают тропические воздушные массы. Они формируются в тропических широтах и имеют высокую температуру. Абсолютная влажность зависит от места формирования, а относительная влажность обычно низкая.

Детальная характеристика свойств воздушных масс представлена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика свойств воздушных масс

Название

Территория формирования

Температура

Влажность

Климатический пояс

Арктическая

Арктические широты

Низкая

Низкая абсолютная и высокая относительная

Арктический – круглый год; субарктический - зимой

Умеренная

Умеренные широты

Зависит от сезона года

Зависит от сезона и места формирования

Умеренный

Тропическая

Тропические широты

Высокая

Абсолютная зависит от места формирования, относительная обычно низкая

Тропический – круглый год; субтропический – летом; субэкваториальный - зимой

Прохождение различных воздушных масс на территории России обуславливает разницу в погодах. Например, все «волны холода» на территории нашей страны приходящие с севера, - это арктические воздушные массы.

Процесс циркуляции воздушных масс

Процесс циркуляции воздушных масс обеспечивает территорию влагой, а также влияет на температуру. Воздушные массы перемещаются под действием центров атмосферного давления. Центры меняются в зависимости от времени года. Именно поэтому изменяются направления господствующих ветров, которые приносят на территорию России воздушные массы. Например, Европейская Россия и западные районы Сибири находятся под воздействием постоянных западных ветров. С ними поступают морские умеренные воздушные массы умеренных широт. Они формируются над Атлантикой (рис. 2).

Рис. 2. Движение морских умеренных воздушных масс

Когда ослабевает западный перенос, с северными ветрами приходят арктические воздушные массы. На рисунке показано направление движения арктических воздушных масс (рис. 3).

Рис. 3. Движение арктических воздушных масс

Они приносит резкое похолодание, раннее осенние и поздние весенние заморозки.

Формирование климата Крыма

Циркуляция воздушных масс над Крымом обусловливается теми процессами, которые происходят в атмосфере над большей частью территории России и Западной Европы.

В формировании климата Крыма, как и других примыкающих к нему областей, принимают участие различные воздушные массы. На территорию Крыма за год в 75% случаев вторгаются континентальные умеренные массы, в 10% - арктические, в 8% - морские умеренные, в 7% - тропические.

Рис. 4. Соотношение господства различных воздушных масс на территории Крыма

Разные по происхождению воздушные массы имеют различные свойства. Проникающий зимой континентальный умеренный воздух обычно имеет температуру около - 9° и удельную влажность 1,6 г/м3, морской умеренный воздух температуру -0,5° и удельную влажность 3,5 г/м3.

Особенно сильный холод приносит арктический воздух. Вторжения холодного воздуха почти полностью сводят на нет отепляющее влияние окружающих Крым Черного и Азовского морей, снижают до минимума зимние осадки в северной части полуострова (рис. 5).

Рис. 5. Схема поступления воздушных масс на территорию Крыма [7]

На характер циркуляции атмосферы в пределах Крыма большое влияние оказывает рельеф и, в частности, Крымские горы. Разделяя Крым на две неравные части, они существенно меняют как режим циркуляции, так и климат этих частей

На территории Крыма в среднем за год атмосферное давление у поверхности земли характеризуется следующими показателями: в прибрежных пунктах и в центральных степных районах - 760-763 мм, в предгорье на высоте около 300 мм над уровнем моря - 735-740 мм, на вершинах Крымских гор на высоте 1000-1500 м - 635-615 мм.

При вторжении в Крым холодных воздушных масс на Южном берегу сильных морозов не бывает за счет прикрывающих его высоких гор. Наиболее холодный воздух на Южный берег проникает не прямо через горный хребет, а обтекая его с востока и запада. Это приводит к тому, что на Южный берег он приходит в меньшем количестве и заметно прогретым над морем. В отдельные годы зимой в Крым вторгается теплый и влажный средиземноморский воздух, вызывающий повышение температуры до 15-20° и обильные осадки (рис. 6).

Рис. 6. Рельеф Крыма [7]

Таким образом, характер зимы в Крыму зависит от результатов борьбы двух громадных воздушных потоков, восточных и северо-восточных, с одной стороны, и западных и юго-западных - с другой. При господстве первых зима бывает холодная, вторых - теплая.

Прорыв «чужеродных» воздушных масс в Крым в общей циркуляции атмосферы зимой - явление обычное, чем летом.

2.1. Особенности крымских зимних морозов

В исторических письменных источниках отмечено более 20 суровых зим в районе Черного моря за последние 2 тыс. лет. Временной интервал между ними составляет в среднем 78 лет (в большинстве случаев от 60 до 90 лет) [1 -5]. Однако в последнее столетие наблюдается уменьшение интервала между суровыми зимами и увеличением количества аномально теплых зим.

Суровые зимы в Крыму - не редкость. Самой холодной до недавнего времени считалась зима 1953-1954-го года: тогда число дней с температурой воздуха -10°С и ниже в крымском предгорье достигло 46. Однако зима 2005-2006-го была более суровая – по некоторым данным, таких дней в ней было 47. Но все же как самая свирепая в историю вошла зима 1911 года. Ее называли концом света.

Вот как описывают эту зиму очевидцы тех событий.

Густой снег падал целую неделю, начались снежные бури. Крым засыпало чуть ли не двухметровым слоем. В глубоких сугробах оказался почти весь полуостров, а морозы опустились ниже минус 20 градусов. В Севастополе снежный ураган разбил городскую набережную и все ялики, шаланды и лодки, стоявшие в Южной бухте. «Ревело и стонало море, вздымая страшные волны, а ветер, что называется, рвал и метал, шатал громадные здания, в которых дребезжали оконные стекла. Вырывал с корнем старые крепкие деревья, валил телеграфные и фонарные столбы». При этом всю неделю в Крыму, почти не прекращаясь, дул ледяной порывистый северный ветер. Азовское море и Керченский пролив замерзли.

К концу февраля высота снега дошла уже до трех метров. Движение транспорта было прекращено (из-за заносов на железных дорогах поезда если и ходили, то с большими опозданиями), сообщение между городами стало невозможно даже на санях и верхом. Весь январь и февраль 1911 года стояли морозы и лежали глубокие снега, которые впоследствии привели к наводнениям и новым бедам. Непривычные для Крыма холода стали причиной гибели людей. Пострадали от морозов и крымские сады - в них вымерзло почти 40% яблоневых деревьев.

Одна из последних наиболее суровых зим - зима 1953-1954 гг. Ее по праву называют «зимой века».

Зима 2011-2012 гг. в феврале оказалась одной из наиболее суровых в первые десятилетия XXI века [6]. Замерзли весь Одесский залив Черного моря, Днепровско-Бугский лиман, берега у Румынии и Болгарии. В Европе замерзли каналы Венеции впервые за 80 лет. Замерз Дунай. В западноевропейских странах и Турции наблюдался сильный и продолжительный снегопад. Сильный снег несколько раз был в Северной Африке, в Сахаре, в Дамаске (Сирия). Было перекрыто судоходство по проливу Босфор. Был скован льдом Керченский пролив. 5 апреля 2012 г. в средней полосе России от Москвы до Нижнего Новгорода был обильный снег, высота снежного покрова достигла за сутки 10 см, видимость в пределах 1 м. В Европе в период сильных холодов погибло более 600 человек. Похолодание было самым сильным для Европы за последние 500 лет. Сильные холода ниже нормы стояли длительное время широкой полосой от Португалии и Испании до Восточной Сибири. В 2005-2006 гг. также было аналогичное аномальное понижение.

2.2. Особенности климата Крымского полуострова

На климат Черноморского бассейна большое влияние оказывает обширная Восточно-Европейская равнина и восточная часть Балканского полуострова, над которыми формируется континентальный воздух: зимой очень холодный, летом сильно прогретый [1,3,5].

Континентальный арктический воздух приходит на Черное море из районов Карского моря [3]. При повышении атмосферного давления над Восточной Европой и циклонической ситуации над Черным морем зимой создаются благоприятные условия для быстрого перемещения холодных континентальных масс с севера. В таких случаях над северной частью моря возникают очень сильные и холодные ветры. Северная часть моря и побережье, открытые для вторжений холодных воздушных масс с севера, имеют самый холодный климат. В периоды похолодания шельфовая часть моря на северо-западе часто замерзает. Средняя годовая температура воздуха здесь около 10°С или меньше, зима продолжается примерно три месяца, случаются снегопады, дуют сильные северо-восточные и северо-западные ветры. При вторжении холодного континентального воздуха температура иногда понижается значительно ниже нуля (до -15, -20°С) [3]. При этом в районе Ялты температура воздуха может опускаться до -15°С [3]. 23 января 2006 г. в Керчи был зафиксирован новый абсолютный минимум января -22,7°С, при средней суточной - 20,9°С; предыдущий абсолютный минимум (22,4°С) был отмечен в 1940 г. [1 - 3].

Суровые зимы или отдельные суровые зимние месяцы в Крыму обусловливаются частыми вторжениями холодных масс воздуха, так называемыми волнами холода. В различное время года Черное море находится под воздействием континентальных полярных и морских полярных, тропических и арктических воздушных масс. Зимой континентальный полярный воздух вторгается на Черное море с холодными, сильными северо-восточными ветрами. Эти процессы достигают максимума в январе-феврале.

Особо резкие понижения температуры воздуха наступают при вторжениях арктического воздуха. Вторжения холодных масс происходят при трех разновидностях термобарического поля. При первом типе холодные массы воздуха вторгаются на Черное море с Карского моря.

Арктический воздух наблюдается на Черном море сравнительно редко, в среднем 40 дней в году, и в зависимости от района формирования разделяется на морской и континентальный. В теплую половину года преобладает морской арктический воздух, в холодную - континентальный арктический воздух. Морской арктический воздух формируется над Арктикой и входит в Европу из юго-западной части Северного моря и попадает на Черное море с элементами трансформации, быстро переходя в континентальный полярный воздух. Зимой при его вхождении возможен шквалистый снег, а температура воздуха понижается до 0°С и ниже (до -10°С) [3].

Суровые зимы отмечаются продолжительные сильные морозы, средняя суточная температура в течение нескольких дней достигает -10°С и ниже, наблюдаются аномальные ледовые режимы, отмечается понижение температуры воздуха ниже -20°С. Проявление опасных метеоявлений и стихийных гидрометеорологических явлений наблюдается не однократно. Средняя температура зимних месяцев отрицательная.

Некоторые исследователи отмечают, что отрицательные последствия изменения климата для юга России в целом сказываются в наблюдаемой тенденции повышения повторяемости опасных гидрометеорологических явлений (ураганные ветры, сильные ливни, градовые явления и др.) и увеличения неблагоприятных резких изменений погоды [2,6]. Ураганные ветры вызывают сгонно-нагонные процессы в Черном и Азовском морях, с чем обычно связаны аномальные колебания уровня морей. Опасные сгонно-нагонные колебания уровня Азовского моря довольно частое явление [4]. Они приводят к нарушениям судоходства, разрушению судов и строений, затоплению прибрежных территорий [4]. Событие в конце октября 1969 г. в юго-восточной части моря относится к одному из наиболее значительных: в районе Темрюка суша была затоплена на 17 км вглубь территории, а подъем уровня превысил 5 м [4].

Заключение

Суровые зимы или отдельные суровые зимние месяцы в Крыму обусловливаются частыми вторжениями холодных – арктических - масс воздуха, называемыми волнами холода. В различное время года Крымский полуостров находится под воздействием континентальных полярных и морских полярных, тропических и арктических воздушных масс. Зимой континентальный полярный воздух вторгается с холодными, сильными северо-восточными ветрами.

В связи с изменчивостью характера климата в зимнее время территория Крымского полуострова и Черноморского бассейна в целом подвергались в различные периоды времени воздействию тех или иных опасных природных явлений. Однако в последние десятилетия, в результате изменения климатической системы в данном регионе, происходит усиление интенсивности проявления опасных и стихийных гидрометеорологических явлений под воздействием арктических воздушных масс.

Список использованной литературы

1. Гришин М. Г. Ледниковые периоды и аномальные зимы на побережье Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа // Изв. МГИ. 2012. Т. 1. Вып. 26. С. 134-147.

2. Загородников А.А., Сирота Н.В. Мониторинг опасных погодных явлений. // Культура народов Причерноморья. Симферополь.: Изд.: ИПУ РАН. 1998. С. 22-25.

3. Климат и опасные гидрометеорологические явления Крыма / под ред. Логвиновой К.Т., Барабаш М.Б. Л.: Изд.: Гидрометеоиздат. 1982. 317 с.

4. Погода и климат. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru

5. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Крымское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://meteo.crimea.ru/

6. Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ВНИИГМИ-МЦД). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cliware.meteo.ru

7. Сетевая ссылка https://blogspot7373.blogspot.com/p/blog-page_29.html

Просмотров работы: 101