133_p2297_B2_11771

Рис. 1.31. Барическое поле у поверхности Земли при волновых процессах на тѐплых фронтах в Предбайкалье [Новикова, 1986]

Рис. 1.32. Структура высотного термобарического поля (1-й тип) при развитии циклонических волн на холодных фронтах в Предбайкалье [Нови-

кова, 1986]

161

При втором типе процесса центр высотного циклона расположен в районе Новой Земли, а основная ложбина ориентирована в юго-восточном направлении. В этом случае высотный гребень над Западной Сибирью раздваивается. Восточная часть гребня отходит к востоку, а западная его часть располагается над северовосточными районами Казахстана и Южным Уралом. ВФЗ проходит по восточной периферии этого гребня. Под ВФЗ перемещаются циклоны из района Салехарда (рис. 1.33).

Интенсивность ВФЗ над Предбайкальем при смещении в этот район северо-западных циклонов составляет в среднем

25 дам/1000 км.

Приземный антициклон разделяется на два центра. Основное ядро располагается южнее ВФЗ – над Монголией, второе ядро – над Восточной Якутией. При такой структуре приземного и высотного барического поля в слое 1,5 км господствует северное или северо-западное течение со скоростью, в большинстве случа-

ев не превышающей 10 м/с. Выше ( AT700 , AT500 гПа) наблюдаются ветры западного направления, так как районы Предбайкалья оказываются под южной периферией высотного циклона. Скорость западных течений несколько больше – 15–25 м/с.

Таким образом, вертикальная мощность вторгающегося холодного воздуха не превышает 1,5 км, что значительно ниже абсолютных отметок основных горных препятствий. Фронтальная зона, имеющая господствующее направление с северо-запада или запада на юго-восток или восток, в районе оз. Байкал принимает северо-восточное направление (рис. 1.33). Атмосферные фронты, попадая в параллельные потоки, в горных районах Предбайкалья становятся малоподвижными.

Наиболее характерные черты термического поля при развитии волновой деятельности на холодных фронтах зимой заключаются в следующем.

При первом типе процессов замкнутая область холода находится над Таймыром.

При втором типе процесса область холода расположена в районе Салехарда или Новой Земли. С этими очагами связаны тропосферные ложбины холода, направленные соответственно на юг или на юго-восток. Гребень тепла в обоих случаях распространяется на районы Забайкалья и северную часть Монголии.

162

Рис. 1.33. Структура высотного термобарического поля (2-й тип) при развитии циклонических волн на холодных и тѐплых фронтах в Предбайкалье зимой [Новикова, 1986]

В это же время в Предбайкалье, в 75 % случаев, оформляется замкнутая локальная область холода. На уровне AT850 гПа тем-

пература в среднем равна –15 С, – 18 С. В зоне холодного фронта на поверхности AT850 контраст температуры при про-

хождении западных циклонов составляет 4–6 , а при смещении циклонов с северо-запада – 6–8 .

OT1000500 в зоне ВФЗ над горными районами Предбайкалья соответ-

ственно в среднем равен 16 и 20 дам/1000 км (см. рис. 1.32, 1. 33).

При волнообразовании на теплых фронтах зимой ложбина холода направлена из района Новой Земли на юг Западной Сибири и Красноярского края. Гребень тепла из районов Средней Азии распространяется на северную Монголию и Восточный Саян. Контраст температуры в зоне фронта на поверхности AT850 гПа составляет 4–6 /100 км.

163

Летом циклоны, на холодных фронтах которых образуются волны, перемещаются с запада на восток в зоне 55–60 с. ш. (1-й тип) и в зоне 65–70 с. ш. (2-й тип). Глубина циклонов 1-го типа в среднем колеблется от 990 до 1000 гПа. Вертикальная мощность циклонов в большинстве случаев превышает 5 км. Циклоны и связанные с ними атмосферные фронты перемещаются по территории Восточной Сибири в среднем со скоростью 38 км/ч.

Волны на холодных фронтах при этих процессах образуются над Восточным Саяном. Средняя протяженность холодных фронтов в среднем равна 1500 км. От зимы к лету в зоне холодных фронтов контрасты в поле температуры увеличиваются до 4–6 /100 км. Холодные фронты лежат в ложбине, ориентированной на юг или юго-запад от центра циклона, который при смещении со среднего течения Иртыша в западном направлении достигает юго-западных районов Якутии (рис. 1.34).

Циклоны второго типа перемещаются в широтном направлении со среднего течения Енисея на восток, через низовья р. Вилюй, со скоростью 35–45 км/ч. Глубина циклонов равна 1015– 1020 гПа. Эти циклоны в своем развитии не достигают значительной вертикальной мощности. Замкнутая циркуляция прослеживается в среднем лишь до высоты 3 км.

Горизонтальная протяженность холодных фронтов в среднем равна 1400 км. Контрасты температуры в зоне фронта не превышают 2–4 /100 км. Холодный фронт располагается меридионально. Волнообразование наблюдается на западном побережье Байкала и в Забайкалье (рис. 1.35). Продолжительность волновой деятельности в среднем составляет 24–36 ч. В летний период образование волн происходит только на холодных фронтах и примерно в 1,5 раза чаще, чем зимой.

По структуре высотного барического и термического полей при волновых процессах на атмосферных фронтах в теплое время года можно выделить 2 типа процессов.

При первом типе высотный циклон расположен в районе Ханты-Мансийска. Его вертикальная мощность достигает 9 км. ВФЗ проходит по южной периферии этого образования, а потому западные циклоны перемещаются на центральные и южные районы Восточной Сибири (рис. 1.36). Средние значения градиентов геопотенциала и температуры равны соответственно 15 дкм и 7 на 1000 км. Контраст в поле температуры на AT850 гПа в зоне

фронта в среднем равен 3–5 /100 км.

164

Рис. 1.34. Барическое поле у поверхности Земли при волновых процессах на холодных фронтах летом в Предбайкалье при 1-м типе процессов [Новикова, 1986]

Рис. 1.35. Барическое поле у поверхности Земли при волновых процессах на холодных фронтах летом в Предбайкалье при 2-м типе процессов [Новикова, 1986]

165

Рис. 1.36. Структура высотного термобарического поля (1-й тип) при развитии циклонических волн на холодных фронтах летом в Предбайкалье [Новикова, 1986]

Область тропосферного холода находится над ЗападноСибирской низменностью, а гребень тепла направлен на Забайкалье и Якутию. Второй гребень тепла из районов Средней Азии направлен на центральную Монголию (рис. 1.36). При втором типе процесса (рис. 1.37) высотный циклон расположен восточнее Норильска. Его вертикальная мощность колеблется от 3 до 5 км.

ВФЗ проходит в широтном направлении в зоне 65–70 с. ш., что и определяет движение циклонов со среднего течения Енисея на северо-восточные районы Якутии. Горизонтальные градиенты геопотенциала и температуры в зоне ВФЗ соответственно равны 25 дкм и 7 на 1000 км. Средний контраст температуры на поверхности AT850 гПа равен 4–6 С на 100 км. При этом процессе очаг холода прослеживается над Средне-Сибирским плоскогорьем, а гребень тепла направлен с северо-западных районов Китая на Забайкалье и север Монголии. При такой структуре барического поля наблюдается поступление тропического воздуха из западных и центральных районов Китая, который и обеспечивает увеличение контрастов в полярной ВФЗ.

166

Рис. 1.37. Структура высотного термобарического поля (2-й тип) при развитии циклонических волн на холодных фронтах зимой в Предбайкалье [Новикова, 1986]

Циклонические волны на фронтах в Предбайкалье не возникают, если циклоны проходят по северным районам Иркутской области, а их ложбины не распространяются южнее 55-й параллели. Это наблюдается, когда вслед за циклоном, находящимся севернее Байкала, над Сибирью появляется новый циклон. Холодный фронт в таких случаях не переваливает горные массивы над югом Сибири, а на севере Иркутской области лежит в параллельных потоках, не опускаясь значительно к югу. Одновременно наблюдается распространение антициклонов на южные районы Предбайкалья и северные районы Монголии из Восточного Казахстана. Высотное барическое поле при этом характеризуется наличием полосы повышенного давления, распространяющейся из районов северного и Восточного Казахстана на юг Западной и Восточной Сибири, а также на Забайкалье и Дальний Восток. Полоса высокого давления охватывает широтную зону между 40–50 с. ш. Высотные циклоны находятся в районе Карского моря и над северо-западной частью Тихого океана.

При развитии волновой деятельности наступает длительное, до 12–18 ч зимой и 18–20 ч летом, ухудшение погоды. Во всех

167

случаях волнообразования усиливается низкая облачность и осадки, часто, и зимой, и летом отмечаются ливневые осадки. Высота нижней границы фронтальной облачности зимой достигает 600–1000 м, летом – 200–300 м. Ширина зоны осадков зимой составляет 150–250 км, летом – 200–300 км. Осадки и низкая облачность уменьшают горизонтальную видимость до 1–2 км, а при ливневых осадках – до 0,5 км и менее. Иногда ухудшение погоды

иосадки, связанные с прохождением отдельных волн, сменяются кратковременными улучшениями погоды. Таким образом, волновые возмущения на атмосферных фронтах вызывают неустойчивую пасмурную погоду в течение суток и более.

При приближении циклонов и связанных с ними фронтальных систем к северным склонам Восточного Саяна, примерно в 1/3 случаев, на холодных фронтах эпизодически происходит образование самостоятельных циклонических центров. Этот процесс характерен только для летнего периода. Минимальное давление в центре этих образований 1000–1005 гПа. По вертикали циклоны развиты незначительно. Существуют непродолжительное время, заполняясь на месте в течение 9–12 ч, или без развития смещаются вдоль фронта к северу или северо-востоку. Наиболее часто частные циклоны из циклонических волн на холодных фронтах образуются в августе. Чаще всего замкнутые циклонические центры, очерченные одной-двумя изобарами, возникают на участке фронта, лежащего в отрогах Восточного Саяна, под южной периферией высотной ложбины, где малы динамические и термические изменения давления у поверхности Земли. Особенности барического и термического рельефа при волнообразовании на атмосферных фронтах способствуют длительному сохранению контрастов в ВФЗ, разделяющей холодный арктический воздух и воздух умеренных и субтропических широт. В ней сконцентрированы значительные запасы энергии, проявляющиеся в больших значениях горизонтальных градиентов давления

итемпературы. Пока не произойдет преобразование описанных выше полей давления и температуры на высотах и у Земли, волновая деятельность на атмосферных фронтах в Предбайкалье сохраняется. В связи с большой неустойчивостью волнового процесса в атмосфере, прогнозирование его в настоящее время сопряжено со значительными трудностями, особенно в орографически сложных районах южной части Сибири.

168

2.АЭРОСИНОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕЗКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОГОДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

Термин «резкое изменение погоды» (РИП), как комплекс неблагоприятных условий погоды, введен в оперативную работу прогнозистов в 1986 г. В 2002 г. этот термин был изменѐн на – «неблагоприятные явления» (НЯ). В 2009 г. вернулись к широко используемым ранее в прогностической практике терминам: «опасное природное явление», «опасные метеорологические явления» с одинаковой аббревиатурой – ОЯ [Руководящий документ …, 2009]. В приводимом ниже обзоре неблагоприятных погодных условий будем пользоваться авторским выбором термина – РИП [Чоботова, 1993], ибо по своей сути эти термины являются тождественными.

К резким изменениям погоды (РИП) относят такие изменения, при которых метеорологические явления по интенсивности не достигают критериев стихийных, но могут затруднить производственную деятельность. В зависимости от методов и целей, РИП может оцениваться через различные количественные критерии. В данном случае рассматриваются РИП, при которых наблюдалось изменение температуры воздуха на 10 и более, в некоторых случаях сопровождавшееся усилением ветра до опасных значений (более 15 м/с) и выпадением осадков. Этот комплекс должен наблюдаться не менее чем на 1/3 рассматриваемой территории [Руководящий документ …, 2002].

Анализ РИП проведен Ю. Л. Чоботовой за период 1970–1991 гг. Всего на территории Иркутской области за рассматриваемый период было зафиксировано 136 случаев резкого изменения в погоде (табл. 2.1).

Таблица 2.1 Повторяемость РИП над Иркутской областью [Чоботова, 1993]

169

В приведенной табл. 2.1 информация о РИП по центральному району Иркутской области отнесена к западному, а по Верхнеленскому району – к северному.

Анализ табл. 2.1 показывает, что резкие изменения в погоде наиболее характерны для западных и южных районов Иркутской области, и чаще всего проявляются в понижении температуры воздуха. Усиление ветра до опасных значений наблюдается лишь в 1/2 или 1/3 случаев. В большинстве случаев резкие изменения в погоде сопровождаются слабыми осадками.

Сезонные особенности макропроцессов над Восточной Сибирью определяют и внутригодовое распределение исследуемого погодного комплекса. Резкие изменения в погоде возможны в течение всего года, но наибольшая их повторяемость (62 %) отмечается зимой и в переходные сезоны года (34 %). Летом их повторяемость не превышает по территории или отдельному району 3 случаев.

Аэросиноптический анализ 136 случаев РИП в пределах Иркутской области позволил выявить 4 основных типа макропроцессов, на фоне которых формируются экстремальные условия погоды. Предварительный авторский анализ показал, что за сутки до формирования РИП над Иркутской областью, циклонический вихрь с его фронтами в большинстве случаев находится над Новосибирской областью. Поэтому автором [Чоботова, 1993] проведено исследование эволюции синоптического процесса при приближении его к Иркутской области с целью выявления прогностических критериев формирования РИП над рассматриваемой территорией. В соответствии с этим Чоботовой проведѐн сравнительный анализ приземных карт над Новосибирской и Иркутской областями.

1. Северный тип. Циклоны смещаются вдоль побережья Северного Ледовитого океана или с Карского моря на восточные районы Якутии. Над Обской губой, Таймыром или северными районами Якутии стационирует обширный тропосферный циклон с ложбиной, ориентированной на юго-восток (рис. 2.1 и 2.2).

На рис. 2.2 приведена приземная карта погоды за сутки до осуществления северного процесса над территорией Иркутской области.

При выходе фронтального циклона 1-го типа в средней тропосфере над Новосибирской областью и югом Красноярского края отмечается значительная меридиональность: над Западной Сибирью располагается мощный тропосферный гребень, а восточнее – сопряженная с ним глубокая тропосферная ложбина.

170