Географія і геологія/2.Спостереження, аналіз і прогнозування метеорологічних умов

Недострелова Л.В., Русінко С.М.

Одеський державний екологічний університет, Україна

Статистичні параметри розподілу кліматичних показників снігового покриву на півдні України

Сніг - одне з найпоширеніших явищ природи, що активно впливає на суспільство та економіку в багатьох куточках світу. Визнаючи красу снігового покриву і його корисність для ентузіастів зимового спорту, все ж таки частіше ми розглядаємо сніг як небажану і дорогу заваду. Труднощі, пов'язані зі снігом, приймаються як непорушний фактор середовища проживання людини, а впливу снігу на господарство або його величезної цінності як природного ресурсу приділяється мало уваги. Вплив снігу на суспільство багатогранно і включає в себе складні фізичні, соціальні, економічні та психологічні аспекти. Товщина, щільність, вологість і міцність снігового покриву є основними фізичними параметрами, що враховуються при використанні снігу та боротьби з ним. Товщина снігового покриву і тривалість його залягання мають соціальне і економічне значення і впливають на навколишнє середовище. Господарство у вищій ступені вразливе, коли сильний вітер, низькі температури і крижаний дощ супроводжуються або слідують за важкими снігопадами. Крім того, важливо, в який час вибухнула снігова буря. Наприклад, до найбільш неприємних наслідків може призвести буря в години пік або в період збирання врожаю [1]. Найбільшу небезпеку представляють хуртовини. Особливо небезпечне поєднання сильних вітрів, низької температури і поганої видимості. Завірюхи особливо небезпечні у безлісих районах, де немає дерев, здатні створити вітрову тінь. Міські центри особливо чутливі до рясних снігопадів, і це необхідно враховувати при плануванні міст. У міру зростання міст і агломерацій неухильно підвищується їх незахищеність від снігових буревіїв.

Протягом останнього десятиліття сніг, і в особливості снігові замети, завдали величезних збитків більшості північних міст. Міста, розташовані в областях, для яких характерні сильні снігопади, звичайно готуються до них. Проте, коли фактичні характеристики снігопадів перевищують значення, що лежать в основі різних програм та робіт, наприклад, по снігоочищенню та будівництву, виникають труднощі.

Акумуляція і абляція снігового покриву залежать головним чином від атмосферних умов і стану земної поверхні. Визначальними атмосферними процесами служать випадання опадів, їх відкладення, конденсація, турбулентний тепло- і вологообмін, радіаційний баланс і рух повітряних мас, особливості рельєфу, що впливають на хід атмосферних процесів і створення вітрової тіні. Сніговий покрив утворюється в результаті снігопадів і має характеристики, різко відмінні від тих, що спостерігалися в момент випадіння снігу. Температура в момент сніговідкладання впливає на вологість, твердість і структуру щойновипавшого снігу і, отже, на його стійкість при вітровій дефляції. Вплив температури чітко проявляється на гірських схилах, де збільшення товщини снігового покриву може бути прямо пов'язане з пониженням температури при зростанні абсолютної висоти. Вологий сніг, досить важкий і зазвичай не схильний до перенесення, випадає при температурі повітря близької до 0°С. Випадання такого снігу часто спостерігається при проходженні повітряних мас над великими водними просторами. У континентальних областях, що характеризуються переважно низькими від’ємними температурами, щойновипавший сніг зазвичай сухий і легкий.

Для снігового покриву характерна просторова мінливість всіх його властивостей (товщини, щільності, температури, твердості) - це характерна особливість снігового покриву, яка докорінно пов'язана з умовами життя в засніжених районах. Причиною такої мінливості служать макро-, мезо- та мікромасштабні процеси, зумовлені особливостями великомасштабної циркуляції, рельєфу, рослинного покриву і ін.

Сніговий покрив є шаром снігу на поверхні землі, який утворюється в результаті випадання опадів [2,3,4]. Спостереження за сніговим покривом складаються з щоденних спостережень за зміною снігового покриву і періодичних снігозйомок. При щоденних спостереженнях за сніговим покривом визначають: ступінь покриття околиці станції сніговим покривом (бал); характер залягання снігового покриву на місцевості; структуру снігу; висоту снігового покриву на метеорологічному майданчику або на вибраній ділянці поблизу станції (см). Ступінь покриття снігом околиці станції, характер залягання снігового покриву і структура снігу оцінюються спостерігачем при візуальному огляді околиці станції відповідно до прийнятих шкал. Висота снігового покриву визначається на підставі вимірювань відстані від поверхні землі до поверхні снігового покриву [2]. Щоденні вимірювання висоти снігового покриву відбуваються по трьох снігомірних рейках, які встановлюються на метеорологічному майданчику.

Збирання даних про атмосферу і гідросферу здійснюється, по-перше, з метою оперативного доведення інформації до підрозділів гідрометеорологічної служби, які займаються обслуговуванням різних галузей господарства (прогнози погоди, штормові попередження, тощо) і, по-друге, для накопичення, з метою узагальнювання даних про гідрометеорологічний режим та наукових досліджень. Гідрометеорологічні дані - це кількісні характеристики стану атмосфери і гідросфери. Знання комплексу відповідних статистичних алгоритмів та вміння правильно їх використовувати при аналізі цієї інформації допоможе рішенню актуальних питань утворення, змінення та прогнозування гідрометеорологічних процесів. Кожний фізичний параметр атмосфери чи гідросфери залежить один від одного, а також від зовнішніх впливів і випадковим чином змінюється за часом та у просторі, утворюючи випадкові поля або послідовності. Обробка і аналіз систем випадкових величин проводиться за допомогою спеціально розробленого апарату досліджень, що складає методи математичної статистики [5].

В дослідженнях використовувалися дані щоденних спостережень за сніговим покривом на метеорологічних станціях Одеської, Херсонської та Миколаївської областей за період з 1996 по 2007 роки. За даними про розподіл середньої висоти сніжного покриву на півдні України було розраховано такі статистичні характеристики: середнє арифметичне значення, середнє квадратичне відхилення, коефіцієнти асиметрії та ексцесу. Коефіцієнт асиметрії має додатні значення на всіх станціях досліджених областей, що свідчить про правосторонню асиметрію. Цей факт дає можливість зробити висновок, що модальні, тобто найбільш імовірні, середні висоти снігового покриву завжди менші, ніж їх середні значення. Коефіцієнт ексцесу на досліджуваних станціях також додатний. Це свідчить, що крива розподілу середньої висоти снігового покриву має витягнуту форму. Отже, висоти снігового покриву мають невеликий розкид відносно середнього арифметичного значення. Диференціальний розподіл снігового покриву свідчить про те, що максимальна кількість випадків середньої висоти снігового покриву знаходиться у градації від 0 до 5 см. Інтегральний розподіл середньої висоти снігового покриву на станціях досліджених областей вказує, що майже на всіх станціях у більш ніж 90 % випадків висота снігового покриву спостерігається в градації від 0 до 20 см.

Література

1. Д. М. Грей, Д. Х. Мєйл Снег справочник. – Ленинград: Гидрометиздат, 1986.

2. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 3, часть 1. - Гидрометеоиздат, 1985, 301с.

3. Школьний Е.П. Физика атмосферы. - Одесса, 1997, 698с.

4. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991, 616с.

5. Школьний Є. П., Лоєва І. Д., Гончарова Л. Д. Обробка та аналіз гідрометеорологічної інформації. – Одеса, 1999.