Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

Таким образом, в общем, температура воздуха с течением времени растет на фоне возрастающей синусоиды. Поэтому ориентироваться только на рост температуры, не совсем правильно, так как, наряду с длительным периодом повышения температуры (с 1963 по 1975 годы), наблюдался длительное время отрицательный тренд, то есть, температура преимущественно понижалась, хотя в среднем, скорость повышения температуры составляла 0,37 оС/10 лет. Чтобы выяснить, каковы изменения в скорости и направлении тенденции наблюдались в других района исследуемой территории, строились графики распределения. На рис. 2 представлено, в общем виде, распределение углов линейных трендов α усредненных вдоль каждой долготы

λ:

Рис. 2 . Распределение величины линейного тренда, усредненного по широтам, вдоль фиксированной долготы λ

На рис. 2 видно, что в среднем, на всех долготах знак тренда положительный, то есть температура воздуха растет, однако скорость изменения температуры на различных долготах не одинакова. Максимальная скорость повышения температуры приходится на сектор от 25о до 45о в. д., в котором скорость роста температуры превышает 0,5 оС/10 лет. Экстремальные значения приходятся на долготу 30о в. д. с величиной до 0,6 оС/10 лет. В западных районах скорость повышения температуры уменьшается, и составляет лишь 0,18 оС/10 лет, на крайнем востоке - не ниже 0,25 оС/10 лет.

Описанное распределение линейных трендов дает усредненное представление о вероятном фоне изменения температуры на конкретной долготе. В тоже время, анализ кривых, построенных для индивидуальных узлов, показал, что на различных широтных зонах распределение скорости изменения температуры происходит по-разному. Для удобства анализа широтные кривые были сгруппированы по однородности хода. Характерные особенности распределения скоростей изменения температуры по долготам для узлов, находящихся в северных широтах, показаны на рис. 3, из которого видно, что для этой группы кривых имеет место повсеместное повышение температуры. Однако, величина скорости роста по долготам находится в больших пределах.

Для узлов, расположенных на широте 60о с. ш., скорость роста температуры колеблется от 0,24 оС/10 лет на долготе 17,5о в. д., до 0,94 оС/10 лет, на долготе 35о в. д.. Максимальное повышения температуры обнаруживается на долготах 32,5 - 35о в. д. При этом экстремум скорости роста от южных широт к северным, несколько смещен на восток. На крайнем востоке территории скорость повышения температуры составляет 0,5 оС/10 лет. На крайних западных

71

долготах, скорость изменения температуры понижается от 0,37 оС/10 лет на широте 60о с. ш., до 0,12оС/10 лет на широте 55о с. ш. Таким образом, для данной группы широт колебания довольно значительные и далеки от осредненных значений, представленных на рис. 2.

Рис. 3. Изменение скорости роста температуры вдоль долгот для узлов на широтах 60-55о с.ш.

Скорости изменения температуры в центральных широтах представлены на рис. 4, из которого следует что для узлов, находящихся этих широтах, имеет место также положительный тренд. По сравнению с северными широтами, скорость роста ниже. В секторе 25-30о в. д., она

составляет 0,60 оС/10 лет. Наиболее высокие значения скорости роста отмечаются на широте

47,5ос. ш.

На западе величина скорости на всех представленных широтах находится в пределах 0,2– 0,3 оС/10 лет. На восточной окраине региона между значениями угла наклона имеет место значительный разброс, при этом значения скорости в узлах с координатами θ = 47,5о с. ш., λ = 55о в. д., опускается до нуля. Максимальные значения для этой долготы отмечаются для широты 52,5о с.ш. и составляют 0,55 оС /10 лет. Таким образом, дифференцированный подход позволил выявить различия в величине тенденции температуры вдоль широты до 0,7 оС/10 лет.

Особый вид имеет распределение трендов для точек, расположенных на южных широтах, представленных на рис. 5.

72

Рис. 5. Изменение скорости роста температуры вдоль долгот для узлов, расположенных на южных широтах θ = 45–40о с. ш.

На западе района, вплоть до λ = 12,5о в.д., характер линейного тренда имеет однородный ход, с минимальными значениями на долготе 0о, где значения скорости близки к 0, а на широте 42,5о с.ш., они опускаются даже несколько ниже. В восточном направлении кривые хода трендов для различных широт имеют значительный разброс. Минимальные значения отмечаются на широте 40о с.ш. Достигнув скорости роста температуры до 0,2 оС/10 лет на долготе 25о в.д., далее, к востоку величина линейного тренда на долготе 32,5о в.д. меняет знак на противоположный, а на долготе 37,5о в.д. величина тренда принимает отрицательные значения до –0,3оС/10 лет. То есть в этих районах имеет место многолетнее понижение температуры, что является исключением на общем фоне повышения температур. Еще восточнее, угол наклона линейного тренда быстро возрастает и на долготе 60о в.д. имеет место рост температуры, скорость которого равна 0,65 оС/10 лет. Максимальные скорости роста температуры в данной группе широт имеют узлы, расположенные на широте 45о с.ш. В секторе долгот 27,5 – 40о в.д. они достигают значений 0,55 оС/10 лет, а начиная с долготы 42,5о в.д. величина линейного тренда быстро уменьшается, на долготе 52,5о – 55о в.д. принимает отрицательные значения с указанием на тенденцию в этих точках к понижению температуры. Таким образом, дифференцированный подход позволил обнаружить на данных широтах районы с преобладанием отрицательных трендов. Это характерно для широты θ = 40о с.ш. Дополнительно были рассмотрены изменения трендов на фиксированных широтах, по данным, осредненным по долготам и представленных на рис. 6.

На рис. 6 следует, что, в общем, наибольшие значения величины положительного линейного тренда наблюдаются в северных широтах с экстремальным значением на θ = 60о с.ш. Средняя скорость изменения температуры составляет на этой широте 0,58 оС/10 лет. Минимум отмечен на широте θ = 40о с. ш., где значение линейного тренда менее 0,01. Проведенный анализ временных рядов

73

позволил выявить определенные закономерности, полученные для конкретной рассмотренной территории. Их результаты полезно использовать в практической деятельности при планировании различных видов мероприятий, зависящих от погодных условий, и при принятии решений в качестве предварительных прогностических рекомендаций и в качестве дополнения к основному прогнозу.

Литература

1.Оценочный доклад (обзор) об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / А.Б. Шмакин // Лед и снег. - М.: Изд-во «ФГУП «Академический на- учно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительный центр «Наука», 2010. - №4(112).- С. 125-126.

2.Климатическая доктрина РФ. Постановление правительства РФ от 17 декабря 2009

№851-рп. - [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gistatgroup.com/ (дата обращения 15.12.2011).

3.NCEP/DOE AMIP II Reanalysis [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http:// www.esrl.noaa.gov/pcd/data/gridded/data.ncep.reanalysis2.html (дата обращения: 22.11.2016).

4.Задорожная Т.Н., Закусилов В.П., Луговской А.М. Оценка тенденций в многолетнем ходе температурного режима Северного полушария на уровне 1000 гПа / Т.Н. Задорожная, В.П. Закусилов, А.М. Луговской //Вестник ВВАИУ. Воронеж: Изд-во «ВВАИУ», 2012. - № 2. - С.

56-62.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

T.N. Zadorozhnaja, V.P. Zakusilov

THE RESULTS OF THE MONITORING ATMOSPHERIC TEMPERATURE

IN EUROPE IN RECENT DECADES

This study examines the trend components in the series of air temperature for the period of the second half of XX and beginning of XXI centuries in Europe in the latitudinal zone 40-60 oC. W. in sector 0-60 ° V. D. peculiarities of the distribution of angles of inclination of a linear trend as the smoothed values of the selected latitudes and longitudes, and for individual latitudinal zones. Identified areas with the highest rate of temperature increase and the regions with negative trends

Key words: temperature, growth rate, trend, trend, Europe, latitude, longitude, January

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

УДК 551.509:551.93

В.П. Закусилов, Т.Н. Задорожная, Г.В. Берестевич

МОНИТОРИНГ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВЛИЯНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА АТМОСФЕРНУЮ ЦИРКУЛЯЦИЮ

В работе проведен мониторинг результатов пространственной связи угловой скорости вращения Земли и значений геопотенциала на уровнях 1000, 850, 700, 500, 200 и 100 гПА. Выявленные закономерности, заключающиеся в различной локализации максимальных связей над океанами и континентами, а также в смещении областей значимой корреляции в различные сезоны от широты к широте, могут быть полезными при использовании угловой скорости вращения Земли в качестве предиктора в прогностических моделях общей циркуляции атмосферы

Ключевые слова: корреляционный анализ, геофизические факторы, вращение Земли, геопотенциал, атмосферная циркуляция, северное полушарие

Исследования в области климата и погоды являются одной из приоритетных задач государственной политики РФ. При прогнозировании климата значительную роль играет

74

общая циркуляция атмосферы, с которой связано перемещение тепла и влаги, поэтому актуальной проблемой является изучение факторов, определяющих ее, в частности геофизического фактора - скорости вращения Земли.

Установлено, что чем больше скорость вращения, тем эллипсоид вращения становится более сплюснутым, экваториальный радиус удлиняется, а полярный - сокращается. Это означает, что жидкая или газообразная масса при ускорении вращения заметно смещается в сторону экватора. При замедлении, наоборот, масса стекает от экваториальных широт к высоким, соответственно перераспределяется по полушариям, меняя тем самым, соответствующим образом характер барического рельефа.

В целом вопрос о влиянии геофизических факторов на атмосферные процессы, а через них, и на погодные условия мало изучен, хотя еще в середине прошлого века Усмановым Р.Ф. [1] была предложена гипотеза о возможных причинах формирования центров действия атмосферы, определяющих общую циркуляцию. В основу ее положен фактор неравномерной скорости вращения Земли.

На этот факт указывают и другие исследователи. Так, Сидоренков Н.С. 2 использовал данный параметр в качестве предиктора для прогноза среднемесячной температуры воздуха. Обоснованием такого подхода служит наличие закона сохранения момента импульса. Общий момент системы «атмосфера - Земля» должен сохраняться. Момент инерции атмосферы, примерно, в миллион раз меньше момента инерции Земли, поэтому можно заметить лишь вариации движения атмосферы, которые проявляются в виде изменения скорости ветра. Вариации вращения Земли удается регистрировать с помощью тончайших астрономических приборов и методов расчета. Поэтому легче и надежнее определять, не колебания момента импульса Земли, а изменение скорости суточного вращения Земли. Благодаря этому, имеется возможность, по данным о вращении Земли, прогнозировать колебания интенсивности планетарной циркуляции и решать некоторые гидрометеорологические задачи, так как скорость вращения рассчитывается заблаговременно.

Целью данного исследования является мониторинг связей между среднемесячными

значениями геопотенциала и среднемесячными значениями угловой скорости враще-

t, j, ,

ния Земли t,j. Расчет парных коэффициентов корреляции R t, j , производился

t, j, ,

для основных изобарических поверхностей . Процедура расчета осуществлялась на широтах = 80, 70, 60, 50 и 40о с.ш., с шагом =10о, для всех календарных месяцев t. Исходный

ряд геопотенциала 1000 для конкретного узла ( ; ), на поверхности 1000 гПа, на широ- t, j, 40

те =40 с.ш., представлялся в виде:

Аналогичные ряды строились для остальных поверхностей, широтных зон и календарных месяцев t. Временной ряд для угловой скорости вращения Земли имел вид:

t, j 1,1959, 1,1960,..., 1,1998 (2)

Результаты вычислений коэффициентов корреляции R t, j , для января, на

t, j, ,

поверхности 1000 гПа, представлены на рис. 1.

75