География и геология/2.Наблюдение,
анализ и прогнозирование метеорологических условий
К.г.н. Кононова Н.К.*, к.г.н. Велев Ст.**
*Институт географии Российской академии наук, Москва, Россия
**Институт географии Болгарской академии наук, София,
Болгария
Экстремальные осадки на западном и восточном берегах Чёрного моря
В задачу работы входит выявление
циркуляционных причин разнохарактерности осадков на
западном и восточном берегах Черного моря и их увеличения в последние годы. Проведен также анализ связи экстремальных осадков на западном и
восточном берегах Черного моря, с макроциркуляционными процессами Северного
полушария.
Материалом для исследования послужили суточные,
месячные и годовые суммы осадков на прибрежных
станциях стран Кавказского побережья и Болгарии, Календарь последовательной
смены ото дня ко дню, а также месячная и годовая продолжительность действия элементарных
циркуляционных механизмов (сокращенно ЭЦМ) Северного .полушария в типизации Б.Л. Дзердзеевского, В.М. Курганской и
З.М. Витвицкой [4] за период с 1899 по
2012 гг. Материалы типизации размещены на сайте www.atmospheric-circulation.ru.
Проведенный нами ранее анализ связи
атмосферных осадков различной интенсивности с макроциркуляционными условиями их
выпадения [1-3] позволил выделить осадкообразующие ЭЦМ для западного я восточного
берегов Черного моря.
В процессе
работы выделились три. района, различающихся соотношением влияния на увлажнение территории северо-западных и южных циклонов: северный
(станции Дуранкулак, Кранец, Шабла, Калиакра,
Каваряа, Балчик, Варна – в Болгарии и Сочи, Краевая поляна - России); средний
(станции Несебыр, Созопол, Поморие, Бургас, Обзор – в
Болгарии и Псху, Сухум – в Абхазии) и южный (станции Приморско, Мичурин, Резово
– в Болгарии и Поти, Чаква, Батуми – в Грузии).
В ходе
исследования выявились резкие различия в характере связи ЭЦМ с осадками на западном и восточном берегах. На западном берегу увлажняемом
преимущественно южными циклонами, вероятности
выпадения осадков очень малы. Это объясняется малыми размерами территории, ее
меридиональным расположением и сравнительно
большим разбросом траекторий циклонов от случая к случаю при одних и тех же
ЭЦМ. Выделены макропроцессы с высокой (70%) вероятностью выпадения осадков. На западном берегу их практически нет [1].
На восточном
берегу картина совершенно иная. Вероятность выпадения осадков здесь при всех ЭЦМ, при которых циклоны или их ложбины выходят к
Кавказскому побережью со Средиземного моря или с юга
Русской равнины, достаточно высока, особенно в
период с ноября по апрель. Это определяется, во-первых, географическим положением восточного побережья: при господствующем западном переносе
оно оказывается наветренным. Циклоны перемешаются
сюда с юго-запада, северо-запада или запада, а не
с юга, как на болгарском побережье, поэтому разброс траекторий играет здесь меньшую роль. Во-вторых, значительное влияние на
формирование осадков оказывают Кавказские горы: восходящие
движения воздуха в циклонах дополняются орографическим
поднятием воздушных масс по склонам гор. В-третьих, высокую вероятность выпадения осадков при соответствующих ЭЦМ
обеспечивает добавочное увлажнение проходящих над акваторией
Черного моря воздушных масс. В каждом случае выпадает
достаточно большое количество осадков, поэтому ЭЦМ с вероятностью выпадения осадков 70% дают в холодное полугодие 74-78% всей
месячной суммы осадков.
Летом, когда циклоническая
деятельность над Черным морем ослабевает, положение
меняется. Почти не остается ЭЦМ с вероятностью выпадения осадков больше 70%, а доля осадков, приносимая ими, составляет всего
несколько процентов месячной суммы. Как и на болгарском
побережье, летом здесь осадки носят ливневый характер и, хотя ливни связаны преимущественно с определенными ЭЦМ, вероятность их появления сравнительно невелика.
При анализе
экстремальных осадков прежде всего встает вопрос о критерии их выделения. Для
двух берегов с указанными различиями в суммах осадков и их годовом ходе
одинаковый числовой критерий (например, 10 мм в сутки) не подходил. Мы
воспользовались критерием E. Fukui [6]. который предложил считать обильными
лишь те осадки, при которых за сутки выпадает не менее 5 % годовой суммы осадков рассматриваемого года. Если за сутки выпадает 10% и более годовой суммы осадков, автор
относит их к категории
катастрофических.
Сопоставляя число дней с экстремально
большими осадками на западном и восточном берегах в ХХ веке,
мы заметили, что обильные осадки, отобранные по принятому критерию, встречаются
на западном берегу, в северной и средней его части, значительно
чаще, чем на восточном, несмотря на втрое большее
суммарное количество осадков на восточном берегу, В средней части западного побережья они выпадают чаще, чем в северной и южной частях, однако
катастрофические осадки чаще выпадают на севере и юге болгарского побережья.
Вред, приносимый катастрофическими осадками, особенно заметен на севере болгарского побережья (г. Балчик).
Оползневая деятельность там настолько велика, что заставляет людей переселяться с причерноморской полосы в
более безопасные места. Строительство
в прибрежной зоне в этих районах запрещено.
На восточном побережье частота выпадения
обильных осадков возрастает с севера на юг.
Катастрофические осадки до конца ХХ века выпадали только в южной части
побережья.
Выявлены различия в характере согласования обильных
осадков на западном и восточном берегах по сезонам. На северных станциях
западного побережья один максимум обильных осадков встречается летом, т. е.
согласуется с вторичным максимумом годового хода осадков, второй - в предзимье
и зимой, что находится в соответствии с годовым ходом. На восточном побережье
при осенне-зимнем максимуме осадков обильные осадки наиболее часто встречаются
летом. В средней части западного побережья при осенне-зимнем максимуме осадков
наибольшая повторяемость обильных осадков отмечается в предзимье и зимой. На
восточном берегу опять отмечается летний максимум обильных осадков. В южной
части западного побережья максимум обильных осадков приходится на предзимье, на
восточном побережье - на пето.
Как видим, повсюду на западном побережье
наибольшая повторяемость обильных осадков согласуется с максимумом годового
хода осадков. На
восточном побережье, вопреки годовому году,
обильные осадки выпадают преимущественно летом (август).
Продолжая многолетнюю
работу, мы проанализировали повторяемость обильных осадков и их связь с ЭЦМ в XXI веке.
Выяснилось, что при сохранении основных выявленных ранее закономерностей увеличение
суммарной годовой продолжительности меридиональных процессов на полушарии с
1998 г. [5] привело к изменению повторяемости обильных и катастрофических
осадков на черноморских берегах. Выросла повторяемость средиземноморских
циклонов и сумма обильных осадков при ЭЦМ 11а, 11б, 12бз, 13з, 13л. В
результате активизировались опасные природные процессы. Так, в результате
обильных осадков 29-30.09.2002 г. (табл. 1) активизировались оползни в районе
Варны. На восточном берегу катастрофические осадки (табл. 2) вызвали наводнения
и сход селей в августе 2002 и летом 2012 гг.
Таблица
1
Обильные и
катастрофические осадки на западном берегу Чёрного моря в 1998-2002 гг.
|
Станции |
Год |
Дата |
Циркуляционный сезон |
Осадки (мм/сутки) |
ЭЦМ |
|
Варна |
1998 |
23.01 |
Зима |
39 |
11б |
|
Варна |
|
06.02 |
“Зима |
42 |
12бз |
|
Бургас |
|
05.02 |
“Зима |
50 |
12бз |
|
Варна |
|
22.09 |
Осень |
42 |
13з |
|
Варна |
|
13.11 |
“Осень |
40 |
13з |
|
Варна |
1999 |
04.09 |
Лето |
35 |
13л |
|
Бургас |
2002 |
23.03 |
Предвесенье |
40 |
12a |
|
Бургас |
|
16.09 |
Осень |
34 |
13л |
|
Варна |
|
30.09 |
Предзимье |
42 |
11a |
|
Варна |
2003 |
11.09 |
Осень |
23 |
8вл |
|
Варна |
|
09.10 |
“Осень |
27 |
8a |
|
Бургас |
|
09.10 |
“Осень |
35 |
8а |
|
Бургас |
|
18.10 |
Предвесенье |
26 |
12a |
|
Бургас |
2004 |
23.06 |
Лето |
41 |
13л |
|
Варна |
|
25.07 |
Лето |
51 |
13л |
|
Бургас |
|
15.08 |
Лето |
29 |
13л |
|
Катастрофические
осадки |
|||||
|
Бургас |
1999 |
05.09 |
Лето |
66 |
13э |
|
Варна |
2002 |
23.03 |
Предвесенье |
54 |
12a |
Таблица 2
Катастрофические осадки в северной части восточного берега Чёрного моря в августе
2002 г.
|
Дата |
ЭЦМ |
Станции |
|||||
|
Новороссийск |
Анапа |
Крымск |
|||||
|
Суточная сумма, мм |
Месячная норма, мм |
Суточная сумма, мм |
Месячная норма, мм |
Суточная сумма, мм |
Месячная норма, мм |
||
|
5.08 |
12a |
69.0 |
45 |
24.6 |
34 |
- |
40 |
|
6.08 |
9a |
12.8 |
|
62.4 |
|
- |
|
|
7.08 |
9a |
8.0 |
|
61.9 |
|
57.2 |
|
|
8.08 |
12вл |
58.2 |
|
55.5 |
|
23.2 |
|
Катастрофические
осадки на восточном берегу формировались на фронтах средиземноморских (ЭЦМ 12а
и 12вл) и атлантических циклонов (ЭЦМ 9а). Одновременно на западном и восточном
берегах обильные и катастрофические осадки часто формировались при ЭЦМ 12а, 13з
и 13л. Суммарная годовая продолжительность каждого из этих ЭЦМ в последние 15
лет выше средней за период 1899-2012 гг., а их общая продолжительность
превышает 40% длительности года.
Таким образом,
в результате изменения характера циркуляции атмосферы за последние 15 лет годовые
суммы осадков, как и суточные суммы обильных осадков, во всём регионе выросли,
но из-за различий в наборе ЭЦМ, вызывающих экстремальные осадки на разных
берегах Чёрного моря, повторяемость обильных осадков на западном побережье
уменьшилась.
Литература
1. Велев С.Б., Кононова
Н.К. Макроциркуляционные процессы, обусловливающие обильные осадки и бездождные
периоды на западном и восточном берегах Черного моря. // Колебания климата в ХХ
столетии. Материалы метеорологических исследований, № 1. Институт географии АН
СССР и Междувед. Геофиз. комитет при Президиуме АН СССР.1979, с. 44-59.
2. Велев С.Б., Кононова
Н.К. Связь атмосферных осадков на Черноморском побережье СССР и НР Болгарии с
макроциркуляционными процессами. // Изв.
АН СССР, сер. геогр.,1980, № 2, с.101-111.
3. Велев С.Б., Кононова
Н.К. (1982). Сопряженность многолетних колебаний осадкообразующих ЭЦМ и годовых
сумм осадков на Черноморском побережье СССР и НРБ. Многолетние колебания циркуляции атмосферы и климата в северном
полушарии в ХХ столетии. Материалы метеорологических исследований. № 6, М., с.
96-105.
4. Дзердзеевский Б.Л.,
Курганская В.М., Витвицкая З.М. Типизация циркуляционных механизмов в северном
полушарии и характеристика синоптических сезонов. // Тр. н.-и. учреждений Гл.
упр. гидрометеорол. службы при Совете Министров СССР. Сер. 2. Синоптическая
метеорология; Вып. 21. Центральный институт прогнозов. М., Л., Гидрометиздат, 1946,
80 с.
5.Кононова Н.К.. Особенности циркуляции
атмосферы Северного полушария и их проявление в Евразии в XXI веке. // Materialy IX Mezinarodni vedecko – prakticka conference “Veda
a vznik – 2012/2013” 27
prosinců 2012 - 05 ledna 2013 roku, dil 31. Ecology. Praha Publishing House «Education and Science» s.r.o 2012/2013.
P. 34-38.
6. Fukui E.
Distribution of extraordinarily heavy rainfalls in
Japan. Meteorology of Japan, 1970, vol. 4-3, 10.