Глава 2. Мониторинг атмосферного воздуха

2.1. Климатическая характеристика Европейского Севера России

Европейский Север России (ЕСР) находится на границе атлантического и арктического бассейнов, и этим определяются особенности его метеорологического режима. Расположение части территории за Полярным кругом приводит к неравномерному поступлению солнечной радиации в течение года, что связано с наличием полярного дня и ночи. Зимой неоднородность климатических условий выражена более ярко. Летом главную роль в формирование климата играют радиационные условия и воздействие подстилающей поверхности, когда таяние снега в тундре и льдов на реках, озерах и в море обуславливает выравнивание пространственных температурных градиентов в пределах моря и суши. Оба этих фактора в определенной степени нивелируют различие пространственных климатических характеристик, вызываемых ослаблением атмосферной циркуляции.

По климатическому районированию данная территория относится к южному району атлантической области. В южном районе происходит наиболее интенсивный приток тепла. Здесь отмечается рекордно высокая для севера температура, максимальные облачность и осадки.

Термический режим определяется сезонным ходом солнечной радиации и притоком тепла с Северной Атлантики. Особенно заметна роль последнего фактора в холодный период года: осенне-зимние изотермы имеют выраженную меридиональную составляющую. В распределении температуры воздуха отмечается следующая закономерность: по мере ослабления отепляющего влияния североатлантических воздушных масс температура снижается с запада на восток. Летом также происходит ее падение в северном направлении. Самый теплый месяц – июль, когда среднемесячные температуры достигают значений 17-18º С на южной границе региона и 6-7º С над акваторией Баренцева моря. Минимальная температура отмечается в феврале, когда ее среднемесячные значения понижаются до -9-10º С в западной части территории и до -20º С и ниже – в восточном секторе. Холодный период длится с ноября по март, теплый – с апреля по октябрь. Отсутствие высоких гор на севере и юге благоприятствуют проникновению холодных арктических и теплых южных воздушных масс на всю территорию, что нередко приводит к летним заморозкам и оттепелям зимой.

Экстремальные температуры могут достигать очень высоких значений. Зимой термометр нередко опускается ниже отметок -40º С, а на северо-востоке даже до -50º; летом температура воздуха может подняться до 28-29º С на морском побережье, а на южной границе территории еще выше – до 33-34º С.

Европейский Север России находятся между исландской депрессией и сибирским антициклоном. Зимой, над Сибирью, формируется обширная зона высокого давления; летом она размывается и заменяется азиатской депрессией. Вследствие этого характер атмосферной циркуляции от зимы к лету меняется коренным образом, определяя муссонный характер климата. В осенне-зимний период преобладают ветры южного и юго-западного направления, в весенне-летний – северного и северо-западного направлений. В целом за год преобладающим является юго-западный ветер.

Скорость ветра увеличивается с увеличением широты: чем дальше на север, тем выше ее значение. Соответственно уменьшается количество безветренных дней – повторяемость штилей уменьшается с 8-9% в континентальной части до 2% и менее на островах. Максимальная скорость ветра отмечается в зимние месяцы, когда атмосферные процессы наиболее активны, и достигает 40 м/с, а в порывах и выше.

Высокоширотное положение региона определяет его избыточное увлажнение, поскольку осадконакопление преобладает над испарением. Годовая норма осадков колеблется в пределах 400-650 мм. Количество выпадающих осадков неравномерно распределено в течение года. Максимум осадков приходится на отрезок времени с августа по октябрь, минимум отмечается в феврале и марте. Тип осадков зависит от сезона. Для холодного периода в наибольшей степени характерны снег, мокрый снег, снежная и ледяная крупа; для теплого – дождь, морось, град. В осенний и весенний период отмечается смешанный тип осадков. Не менее трети осадков выпадает в виде снега. Первый снег обычно отмечается в первой декаде октября и держится до конца мая, т.е. большую часть года. Средняя высота снежного покрова составляет от 30 до 50 см, но в отдельные годы может превышать 80 см. Снегозапас увеличивается по мере удаления от морского побережья и тундры. В лесах и в плохо продуваемых понижениях рельефа мощность снежного покрова может быть значительно выше указанных величин.

Большую часть года небо закрыто облаками. Пасмурно бывает более шести месяцев в году. Число полностью ясных дней невелико и не превышает 2-3 недель в году. Общая облачность достаточно высока и среднемесячные значения облачности редко бывают ниже 7 баллов (по десятибалльной шкале). Наибольшие значения облачность имеет в сентябре и октябре, наименьшие – в феврале и марте.

Условия для образования туманов возникают в течение всего года. Чаще туманы возникают в прибрежных областях, что объясняется влиянием моря. Максимум дней с туманом отмечается в теплое время года с июля по август, когда воздух содержит максимальное количество водяного пара. В эти месяцы туманы регистрируются в два-три раза чаще, чем зимой. В среднем, за год отмечается от 50 до 85 дней с туманом на арктическом морском побережье и значительно понижается в центральных и южных районах. Однако в отдельные годы число таких дней может достигнуть более 100 у побережья и более 50 в тундре. Средняя продолжительность туманов относительно невелика и равна 4-6 часов, и только в исключительных случаях может превышать одни сутки.

Грозовые явления крайне редки в высоких широтах и обычно длятся чуть больше часа. Отмечаются они в теплый период года; зимние грозы представляют собой исключительно редкое явление. В среднем за год в Арктике отмечается всего лишь несколько дней с грозой, однако в отдельные годы их число в западной и южной частях НАО может достигать и двадцати дней. В более южных районах ЕТР количество гроз заметно возрастает.

На Севере, а на Крайнем Севере в особенности, метели достаточно частое явление. В среднем за год отмечается около 100 дней с метелью на морском побережье и 50-60 дней в более южных районах. В экстремальные годы количество метелей увеличивается до полутора раз. Метели встречаются уже в сентябре и иногда могут быть даже в июне, но наиболее часто происходят в декабре-феврале. Средняя продолжительность метелей около 10 часов, но бывают случаи, когда метели длятся в течение нескольких суток.

Выпадение осадков в виде града в Арктике встречается исключительно редко, особенно в прибрежных и морских районах. В среднем град отмечается один раз в несколько лет и только в отдельные годы зарегистрировано 2-3 таких случая за год, но по мере продвижения на юг число дней с градом существенно увеличивается.