133_p2297_B2_11771

дают или бывают незначительными. Это связано с тем, что большая часть Минусинской котловины при юго-западных течениях находится в зоне нисходящих вертикальных движений воздуха. Это является яркой иллюстрацией влияния орографии на эволюцию фронтальной облачности, возникающей вследствие нестационарности движения в зоне фронта.

Образование частных циклонов над Минусинской котлови-

ной не происходит при следующих условиях (если даже сохраняется соответствующее этому процессу термобарическое поле).

Над южными районами Западной Сибири и Казахстаном отсутствует адвекция холода или наблюдается адвекция тепла.

Холодный воздух распространяется не на Казахстан, а на Алтай и южные районы Красноярского края. Вторгающаяся холодная воздушная масса из-за небольшой вертикальной мощности не распространяется за пределы котловины и юга Красноярского края.

Аналогичны макроциркуляционные условия образования частных циклонов, смещающихся на юг Красноярского края с запада и юго-запада. Эти возмущения смещаются по фронту, на котором они возникли, и, переваливая через горные хребты, попадают в южные районы Красноярского края. Сходны и погодные условия, обусловленные этими циклонами при их перемещении над южными районами Красноярского края.

6.6.Циркуляционный режим и погодные

условия Тувинской котловины

Другим примером орографического влияния на циркуляционные и погодные условия, формирование климата является воздействие Тувинской котловины. Она окружена горными хребтами Саян с севера и востока, отрогами Алтая с запада и хребтом Танну-Ола с юга. Вершины окружающих еѐ гор поднимаются до 2000–2500 м. В отличие от соседней Минусинской котловины Тувинская котловина почти совсем изолирована от соседних районов. Это и обуславливает характерные климатические и погодные условия в этом районе.

Температурный режим Республики Тыва зимой характеризуется более низкими температурами, чем на сопряженных территориях. Например, как средняя, так и максимальная температу-

101

ры воздуха в Кызыле на 10–15 °С ниже, чем в Абакане и Красноярске, что отражает и аномальное распределение температуры с широтой. Максимальная температура воздуха в зимние месяцы в Кызыле не достигает положительных значений, в то время как за пределами котловины могут наблюдаться оттепели.

Эти особенности в температурном режиме обусловлены воздействием орографии на циркуляционный режим и термодинамические характеристики воздушных масс.

Зимой здесь формируется область высокого давления, поддерживаемая радиационным выхолаживанием. Образование местного антициклона начинается осенью вследствие накапливания и застоя довольно выхоложенного воздуха. Этот воздух заполняет котловину до уровня окружающих еѐ гор, образуя своего рода «озеро» холодного воздуха. Эффект застоя и выхолаживания воздуха зимой в Минусинской котловине выражен слабее изза еѐ большой открытости с севера.

Низкая температура холодного воздуха в Тувинской котловине обусловливает его большую плотность и устойчивость плѐнки выхоложенного воздуха. Стабильность плѐнки в течение всей зимы способствует орографическая изолированность котловины. Длительное радиационное выхолаживание воздуха приводит к образованию мощных (до 2000 м) инверсий в поле температуры. Лишь в марте начинается их разрушение. Окончательное разрушение зимней инверсии в результате преобладания дневного прогрева над ночным радиационным выхолаживанием наступает в начале апреля. Толщина инверсионного слоя в зависимости от характера синоптических процессов может претерпевать значительные колебания: от 1000 до 4000 м.

Атмосферные фронты, как тѐплые, так и холодные, смещаясь над территорией Тывы зимой, скользят по верхней границе выхоложенной плѐнки воздуха и являются уже верхними. Поэтому прохождение фронтов зимой не вызывают резких изменений погоды. Обычно они выражены в облачности верхнего и среднего ярусов, осадках обложного характера и в поле барических тенденций. При прохождении фронтальных разделов ни ветер, ни температура воздуха почти не меняются. Усиление ветра в приземном слое более 10 м/с и метели не наблюдаются.

Отсутствие резких колебаний температуры воздуха при прохождении фронтов говорит о том, что Тувинскую котловину зимой заполняет местная воздушная масса, а атмосферные фронты скользят по еѐ верхней поверхности.

102

Вертикальная мощность этой холодной воздушной массы (до 2 км) влияет на среднюю температуру нижнего 5-километрового слоя атмосферы над этим районом. Это проявляется и в пониже-

нии относительного геопотенциала OT1000500 . Над Тувинской кот-

ловиной формируется локальный очаг холода. Возмущение термобарического поля Тувинской котловиной практически уже не

проявляется на поверхности AT700 гПа.

В апреле – мае зимние циркуляционные процессы сменяются на летние. Начинает преобладать западно-восточный перенос. Антициклон разрушается. Резко, особенно в мае, возрастает повторяемость циклонов. Уже в апреле формируется умеренно засушливая погода, а в мае – даже суховейно-засушливая. В этом месяце наблюдается самое большое число (до 20) засушливых дней, когда относительная влажность воздуха не превышает 30 %. Тѐплый период (с апреля по сентябрь) характеризуется высокими приземными температурами, сухостью и малым количеством осадков. Часто возникают пыльные бури, особенно в мае, июне.

Летом широтный перенос несколько ослабляется. У поверхности Земли преобладает поле пониженного давления со слабыми ветрами. Среднее для лета высотное барическое поле представлено высотной ложбиной, направленной с севера. Преобладающей воздушной массой в этот период года является континентальный влажно-неустойчивый полярный воздух. Поэтому в дневные часы развивается термическая конвекция и образуется конвективная облачность.

Осенью вновь получает развитие общий широтный перенос, который нарушается меридиональными вторжениями холодных воздушных масс с севера. Азиатский антициклон находится в стадии образования. Воздушные массы у поверхности Земли начинают интенсивно выхолаживаться, что повсеместно обостряет процесс антициклогенеза.

И в заключение рассмотрим влияние крупномасштабных горных систем на образование и эволюцию струйных течений [Пальмен, Ньютон, 1973; Погосян, 1972].

6.7.Формирование струйных течений

в Южной Азии

103

В50-х годах прошедшего столетия дискутировался вопрос о степени влияния Центрально-Азиатского горного массива на формирование и сезонные изменения струйных течений (СТ). Последующие исследования показали, что сезонные особенности полей температуры и циркуляции воздуха зависят главным образом от физико-географических условий материков Азии, Европы и Африки.

Влетнее время года в субтропической зоне над северной частью Африки и восточной частью Азии (20–40° с. ш.) выделяется зона тепла со сравнительно высокими температурами над районами Центрально-Азиатского горного массива. Средняя разность температур на уровне 200 гПа между горным массивом этой зоны

ивосточной частью Атлантики составляет 12–16 °С. Главную роль в формировании этой области тепла играет не особый радиационный режим над горным массивом, а обычные сезонные условия турбулентного теплообмена между земной поверхностью

иатмосферой при преобладающем западном переносе воздуха в этих широтах.

При западном переносе воздуха с берегов Северной Африки происходит интенсивное его нагревание и повышение изобарических поверхностей. Интенсивный нагрев вызван тем, что воздух перемещается над пустынями Северной Африки, Аравии и Ирана, т. е. в зоне, где суммарная солнечная радиация в летние месяцы наибольшая на земном шаре. В этой же пустынной зоне теплоотдача от поверхности суши в атмосферу является наиболее значительной. Средняя температура воздуха при его перемещении от берегов Атлантики до Южно-Азиатского горного массива в слое 1000–300 гПа повышается на 8–9 °С и очень мало изменяется на самом массиве. В зоне 30–40° с. ш. зимой температура воздуха, перемещающегося от берегов Атлантики по охлажденному материку Восточной Азии, в этом же слое понижается приблизительно на 8–10 °С. Подобные изменения температуры воздуха в области высокого давления наблюдаются над Мексикой. Однако здесь вследствие ограниченности континентальной территории все выражено в малых масштабах.

Таким образом, непосредственное влияние ЦентральноАзиатского горного массива на формирование поля температуры

исезонной циркуляции мало. Однако этот массив оказывает определенное воздействие на циркуляцию в нижней половине тропосферы и на погоду Китая и севера Индии. Тибет и Гималаи оказывают воздействие главным образом в холодную часть года

104

и почти не влияют в теплый период, так как ВФЗ к лету смещаются к северу за пределы этой горной страны.

По современным представлениям, в холодное полугодие западные потоки в нижней трети тропосферы при встрече с горной страной Азии разветвляются. Этот процесс распространяется на всю тропосферу. В результате механического воздействия гор появляются два струйных течения – к северу и к югу от Цен- трально-Азиатского массива.

Северная струя более подвижная, чем южная, так как про-

странственное перемещение южной ветви ограничивается Гималаями. Предполагается, что формирование СТ связано с наличием постоянного снежного покрова на Тибетском нагорье, обусловливающего большие температурные градиенты между Тибетом и Индией. Восточнее Тибетского нагорья происходит слияние двух ветвей западного струйного течения, что препятствует развитию циклонической деятельности над территорией Восточного Китая.

Однако исследования в последние десятилетия показали, что положение субтропического струйного течения над Индией и Тибетом обусловлено не только наличием горного массива, а и общими термодинамическими причинами, свойственными и другим субтропическим районам. Оказалось, что независимо от оро-

графии в зимние месяцы субтропическое СТ находится, как прави-

ло, между 25 и 35° с. ш., большей частью в широтной зоне 26–30°.

Внутрисезонные изменения СТ как зимой, так и летом обу-

словлены циркуляцией атмосферы внетропических широт, главным образом меридиональным преобразованием термобарического поля.

Физико-географические условия влияют на интенсивность субтропической струи в различные сезоны. Большие скорости ветра над Японскими островами возникают из-за больших контрастов температуры между охлажденным воздухом Азиатского континента и теплым воздухом над Тихим океаном. Аналогичны этим условия формирования СТ и над восточной частью Северной Америки. В то же время над Восточной Атлантикой и западными районами Северной Африки физико-географические условия и преобладающий характер циркуляции зимой обуславливают существование относительно слабых струйных течений.

Внетропические струи в зависимости от характера преобладающей формы циркуляции обнаруживаются над самыми раз-

105

личными широтами. Их положение в пространстве менее устойчивое, так как образуются они в непосредственной связи с фронтальной циклонической деятельностью. Наибольшая повторяемость внетропических СТ в силу физико-географических особенностей подстилающей поверхности наблюдается вблизи меридиана 10° з. д., преимущественно в зоне 50–60° с. ш. Зона максимальной повторяемости внетропических СТ обнаруживается также над ЕЧР и Западной Сибирью. Интенсивность их по мере перемещения к востоку ослабевает. Еще далее к востоку внетропические струйные течения чаще всего наблюдаются южнее, в широтной зоне 40–50° с. ш. (Монголия, Северный Китай), а над Японией обычно сливаются с субтропической струей, усиливая еѐ.

Внетропическое СТ над Монголией и Северным Китаем не связано с Центрально-Азиатской горной системой. Однако в предгорьях Тянь-Шаня и Тибета внетропические струи возникают спорадически и их формирование связано не с разветвлением субтропического СТ, а с меридиональным преобразованием термобарического поля при вторжении холодных масс воздуха в Казахстан и Среднюю Азию.

Таким образом, струйные течения, обнаруживаемые на севере и юге Центрально-Азиатского горного массива зимой, возникают независимо друг от друга и не являются ветвями единой струи.

Летом субтропические струйные течения над северным полушарием местами смещаются к северу на 1400–1600 км и заметно ослабевают. Максимальные скорости с 200 км/ч и более уменьшаются в среднем до 130–140 км/ч. Наибольшее их ослабление наблюдается над Японскими островами.

Горный массив Центральной и Южной Азии, не влияя на сезонное положение струйных течений, существенно влияет на их интенсивность. В силу географических условий над югом Азиатского континента прогревание воздуха происходит наиболее интенсивно. В депрессиях, перемещающихся с запада или возникающих в Средней Азии, нередко наблюдается безоблачная погода, способствующая радиационному прогреву подстилающей поверхности и воздуха.

Весной и осенью субтропическое струйное течение занимает промежуточное положение между зимним (27° с. ш. в январе) и летним (43° с. ш. в июле) положением. Осенью происходит перемещение струи с севера на юг. Сезонные перемещения струйного течения субтропической зоны определяются общими радиацион-

106

ными условиями. В частности, смещение СТ весной к северу совпадает с появлением на севере Индии замкнутой области пониженного давления у поверхности Земли.

Таким образом, смещение субтропического СТ к северу и формирование Южно-Азиатской летней депрессии, обусловленной, главным образом, термическими причинами, происходит одновременно. С другой стороны, внутри-сезонные перемещения и эволюция субтропического СТ определяются условиями циркуляции во внетропических широтах, главным образом меридиональными преобразованиями термобарического поля в средних слоях тропосферы.

Процесс слияния струйных течений над восточными районами Азиатского материка развивается при определенных формах меридиональной циркуляции и может осуществляться в любом районе субтропической зоны. Однако в связи с физикогеографическими условиями наиболее часто слияние внетропических и субтропических струйных течений происходит над Восточным Китаем и Японскими островами.

Таким образом, независимо от наличия или отсутствия горных массивов формирование и сезонное перемещение субтропических СТ во всех районах Земли происходят одинаково, так как формирование и эволюция струйных течений определяются радиационными и циркуляционными условиями. Тибет и Гималаи не являются препятствием, ограничивающим перемещение над ними струйных течений. Высокие горные хребты при интенсивных холодных вторжениях способствуют лишь некоторому их усилению и связанной с этим деформацией.

ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 6

1.Руководство по краткосрочным прогнозам погоды / редкол.: С. Л. Белоусов [и др.]. – Л. : Гидрометеоиздат. – 1986. – Ч. 1. – 696 с.

2.Руководство по краткосрочным прогнозам погоды / под ред. В. М. Ярковой, И. П. Фадеевой. – Л. : Гидрометеоиздат, 1986. – Ч. 2, вып. 2. – 198 с.

3.Руководство по краткосрочным прогнозам погоды / под ред. О. К. Ильинского (ДВНИГМИ) и О. П. Глазовой (ЦИП). – Л. : Гидрометеоиздат, 1965. – Ч. 3,

вып. 3, 4. – 193 с.

4.Руководство по краткосрочным прогнозам погоды/ редкол.: Н. И. Лисогурский [и др.]. – Л. : Гидрометеоиздат. – Ч. 2, вып. 3–5. – 1986–1988.

ЧАСТЬ 2

ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ

1.СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО РЕЖИМА И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Особенности циркуляции атмосферы над Сибирью обусловлены ее местоположением на огромном материке – Евразии, значительным удалением ее от Атлантического и Тихого океанов, сложным рельефом.

При преобладании в умеренных широтах западного переноса сезонные термические различия наиболее резко выражены между восточными частями океанов. Поэтому над северо-восточными районами Азии зональный перенос воздуха возмущен сильнее, чем в других районах России.

Всвязи с развитием сезонных центров действия атмосферы над Евроазиатским континентом над территорией Сибири общий характер синоптических процессов существенно изменяется от сезона к сезону.

Втабл. 1.1 по данным различных авторов [Жежко, Дмитриева, 1983] приведены средние многолетние даты начала естественных синоптических сезонов.

Восенний период муссонная циркуляция на востоке Азиатского континента утрачивает свое влияние на синоптические процессы и в их развитии основную роль начинает играть зональная циркуляция атмосферы.

При зональных процессах в умеренных широтах Сибири в термобарическом поле тропосферы отсутствуют крупномасштабные малоподвижные гребни и ложбины. В этом пространстве

108

господствует обширный широтный перенос, сопровождающийся у поверхности Земли частым перемещением циклонов и антициклонов. Между 30 и 45° с. ш. формируется полоса повышенного давления, пополняющаяся антициклонами из Средней Азии, Казахстана и южных районов Сибири. Эти антициклоны перемещаются через Китай и Японию в северо-западную часть Тихого океана. Основная циклоническая деятельность развивается в пределах полярной высотной зоны (ВФЗ) между 45 и 60° с. широты. Когда в тылу одного из проходящих к востоку циклонов в зону субтропической ВФЗ происходит интенсивное холодное вторжение, последняя обостряется и под ней возникает циклон. На фоне усиливающейся меридиональности высотного поля возникший циклон смещается с северной составляющей в умеренные широты, разрушая (ослабляя) в определенном районе зону высокого давления.

Таблица 1.1 Средние многолетние даты начала естественных синоптических сезонов [Жежко, Дмитриева, 1983]

Если вторжение непродолжительное и не сопровождается формированием в тропосфере крупномасштабных (малоподвижных) тропосферных гребней и ложбин, то после прохождения южного циклона зональная циркуляция быстро восстанавливается. Такие нарушения и являются одной из форм развития зональной циркуляции.

Гораздо реже перемещение западных антициклонов при широтном переносе происходит в зоне 40–60° с. ш., а циклоническая деятельность развивается у восточного побережья Азии южнее

109

40-й параллели. Так же как и в предыдущем случае зональная циркуляция нарушается при отдельных выходах южных циклонов.

Зональные процессы наиболее характерны для весны и осе-

ни. В эти сезоны отсутствуют устойчивые температурные различия между Азиатским материком и Тихим океаном, определяющие формирование тропосферных ложбин и гребней над континентами и океанами.

Осенью нарастающее радиационное охлаждение Азиатского континента способствует образованию Азиатского антициклона и его отрога, направленного на Сибирь.

1.1.Основные формы циркуляции

атмосферы в зимнее время

Всезон предзимья проявляются первые признаки развивающейся зимней циркуляции. Центральная часть Сибирского максимума чаще всего располагается над западными районами Монголии. Формирование этого максимума на фоне сезонной трансформации поля температуры, как указывалось, происходит за счет антициклонов, смещающихся с запада по югу Сибири, с дополнительными вторжениями арктических масс воздуха с севера

исеверо-запада, реже – северо-востока. Арктические вторжения обусловливают и устойчивое развитие Лено-Колымского ядра. В отдельные годы в это же время эпизодически могут наблюдаться ультраполярные вторжения антициклонов. В бассейне восточных морей преобладает циклоническая деятельность. Циклоны над Сибирью перемещаются преимущественно со среднего и нижнего течения Оби в северо-западные районы Якутии. Нередко циклоны перемещаются и с низовий Оби к Байкалу и далее на Забайкалье («ныряющие» циклоны).

Первая половина зимы относится к центральному периоду в развитии зимнего режима циркуляции. В средних выводах наиболее резко выраженные признаки зимней циркуляции проявляются именно в первой половине зимы. Однако в отдельные годы эти признаки могут быть выражены довольно слабо по сравнению с последующим или предшествующим сезоном предзимья.

Впервой половине зимы наблюдаются вторжения арктических антициклонов и отдельных ядер высокого давления на тер-

110