Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный университет им. аль-Фараби

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Режим осадков Западного и Восточного Казахстана

по специальности 5B061200 – «Метеорология»

Выполнил Стамбеков М.Д.

студент 3 курса

Научный руководитель Шушарина Л.М.

ст. преподователь

Нормоконтролер Шишкина Т.П.

АЛМАТЫ, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение

1. Обзор литературы

2. Физико-географическое описание метеостанции

1. Физико-географическое описание метеостанции Уральск и Атырау

2. Физико-географическое описание метеостанции Семей и Урджар

2. Режим осадков

3.1 Месячное и годовое количество осадков

3.2 Среднее суточное количество осадков

3.3 Среднее максимальное суточное количество осадков

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Атмосферные осадки как продукты конденсации и сублимации водяного пара в атмосфере являются важным климатическим параметром,определяющим режим увлажнения территории. Для возникновения атмосферных осадков необходимо наличие влажной воздушной массы, восходящих движений и ядер конденсации. Поэтому по количеству и интенсивности выпавших осадков можно косвенно судить о характере вертикальных движений в атмосфере, которые наиболее трудно оценить в энергетическом цикле атмосферы.

Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега, являются основными источниками увлажнения суши. Осадки обеспечивают возможность развития на суше всех важнейших природных процессов и существования на ней жизни; играют определяющую роль в водном балансе на данной территории. Многолетнее, среднемесячное, сезонное, годовое количество осадков, их распределение по земной поверхности, годовой и суточный ход, повторяемость, интенсивность являются определяющими характеристиками климата, имеющими существенное значение для сельского хозяйства и многих других отраслей народного хозяйства. Изучение осадков составляет важную область научных исследований, имеющую не только теоретическое, но и практическое значение.

Наблюдения за осадками и разработка метода их прогнозов чрезвычайно актуально и важно. Это объясняется тем, что прогноз осадков очень важен для народного хозяйства, в частности для сельского хозяйства, транспорта и пастбищного животноводства в Казахстане.

В то же время в работе транспорта обильные осадки могут вызвать значительные осложнения, так как заносы автомобильных и железных дорог препятствуют движению.

Изменчивость осадков можно рассматривать в двух аспектах:

1. Суммарное(за сутки, месяц и т.д.) количество осадков распределено в

пространстве крайне неоднородно, существенно зависит от сезона и резко меняется от года к году.

2) Ото дня ко дню в период выпадения осадков интенсивность их может

меняться очень сильно – от очень слабых, сумма которых, однако, может быть довольно велика, до очень сильных, опасных для посевов, дорог, мостов и т.д.

Целью работы является выявление режима осадков западного и восточного Казахстана, на примере станций, расположенных в разных физико-географических условиях. В работе использовались данные ТМ-1 за 2013 год, а также многолетние данные «Справочника по климату СССР» [1].

1 Обзор литературы

На земную поверхность выпадают и на ней отлагаются различные виды водяных, ледяных и снежных образований. Часть из них отлагается непосредственно на земной поверхности или на каких-либо наземных предметах и называются наземными отложениями. Другая часть выпадает из облаков в виде атмосферных осадков и называются осадками [2].

Атмосферные осадки, выпавшие на земную поверхность, являются важнейшим метеорологическим элементом, обеспечивающим возможность развития на земле большинства природных процессов.

Осадки принято разделять на три типа в зависимости от физических условий образования, продолжительности и интенсивности:

1. Обложные, выпадающие из системы фронтальных облаков. Эти

осадки средней интенсивности, но продолжительного характера. Они охватывают одновременно значительную площадь.

2) Ливневые, выпадающие из Сb. Часто отличаются большой

интенсивностью и кратковременностью.

3) Моросящие, выпадающие из St или Sc. Интенсивность очень мала.

Образуются внутри однородных устойчивых масс [3].

Происхождению осадков посвящено большое количество работ; авторы изучали разные аспекты проблемы, применяя различные методы. Наибольшее количество работ посвящено исследованиям аэрокосмических условий образования осадков. Рассматриваются аэросиноптические условия для обширных территорий с весьма неоднородной орографией, равнинными территориями а также горных районах.

Многие авторы пытались получить корреляционные зависимости между выпадающими осадками и метеорологическими параметрами или комплексами параметров.

Г. Б. Калинин и Т. С. Абальян[4] связали количество осадков с шероховатостью местности и высотным положением района наблюдений по отношению к окружающей его территории.

В. Г. Дейчева[5] проанализировала данные по 185 метеостанция страны за период 1950-1971 гг.

Значительные осадки на территории страны выпадают круглый год (значительными называются осадки с количеством более 8 мм за 12 часов, в связи с этим автор вводит понятие полусуток). Однако в течение года распределение числа полусуток со значительными осадками неравномерно.

Наибольшее число случаев со значительными осадками приходятся на летние месяцы, май-август. В летнее время наиболее благоприятные условия для выпадения осадков конвективного происхождения.

Для северных и центральных районов республики характерна наибольшая повторяемость числа полусуток с осадками более 8 мм в июне-августе (до 60-80%).

Значительные осадки в юго-восточных областях имеют наибольшую повторяемость (50-65%) с апреля по июль, с максимумом в апреле-мае, особенно больших значений число полусуток со значительными осадками в этот период достигают в горных и предгорных районах (18-36%). Это связано с тем, что в летнее время при фронтальных процессах создаются особенно благоприятные условия для развития мощной конвективной облачности и выпадение осадков в горных районах.

Кроме того, повышенная влажность воздуха в горах в сочетании с орографическими и конвективными токами способствуют обострению фронтов в этих районах, а это в свою очередь обуславливает выпадение значительных осадков.

О. А. Дроздов[6] установил, что количество осадков наиболее зависит от величины относительной влажности при значениях её около 50-60%. При больших и меньших значениях влияние изменений относительной влажности на осадки уменьшается.

Одним из главных условий возникновения осадков является наличие восходящих движений. Вертикальные движения или токи бывают:

1. упорядоченные;

2) конвективные;

3) турбулентные;

4) орографические.

Они различаются по характеру, по скорости, по распределению в вертикальном направлении и по влиянию на атмосферные процессы.

Ряд авторов рассматривают синоптические условия – как главные условия в образовании значительных осадков.

Л. В. Будашкина[7] выявила комплекс метеорологических параметров, обеспечивающих процесс осадкообразования. С этой целью автором были проанализированы измерения метеорологических параметров во времени в слое атмосферы до 6 км по стандартным высотам. Для анализа использованы данные радиоветрового зондирования по станции Алматы, расположенной в предгорной зоне, с северной стороны широтно простирающейся горной страны и станции Кустанай, расположенной на равнинной территории страны. Были исследованы изменения температуры, удельной влажности, давления и ветра. Автором были сделаны выводы, что в равнинных условиях осадки могут формироваться как в нагревающейся, так и в охлаждающейся атмосфере, тогда как в районе Алматы осадки формируются в преобладающем большинстве случаев в охлаждающейся атмосфере.

Повторяемость направлений ветра в период перед осадками и в период их выпадения для равнинной территории характеризуется преобладанием ветров в южной составляющей по всем высотам, начиная от поверхности земли. Для Алматы характерны юго-западные направления ветра. В большинстве случаев осадки формируются при потоках в тропосфере с южной составляющей.

Осадки на равнинной территории начинаются в основном с прохождением теплого фронта. В районе Алматы выпадение осадков связано в большинстве случаев с прохождением холодного фронта.

В. Г. Дейчева [8] дала анализ различных климатических зон Казахстана. Климат страны изменяется от увлажненного на севере до жаркого и засушливого на южных районах. Как показала обработка данных наблюдений, используемых в статье, обильные осадки на всей территории страны выпадают очень редко, от 1 до 7 раз в 10 лет. Лишь в горных районах юго-восточного и восточного Казахстана обильные осадки могут выпадать до 1-2 раз в год. Это связано с тем, что большую роль в формировании и выпадении осадков играют орографические особенности местности. Этому способствует обострение фронтов в горных районах, повышенная влажности воздуха в горах, влияние динамических и термических факторов.

С. И. Жаков в своей работе «Происхождение осадков в теплое время»[9] утверждает, что образование осадков и их обильность на любой территории находятся в зависимости от следующих факторов: наличия в воздухе достаточного количества водяного пара и восходящих движений, переносящих водяной пар через уровень конденсаций. Без наличия в воздухе достаточного количества водяного пара, без благоприятных условий атмосферной циркуляции и температурной стратификации не образуются не только осадки, но и облака.

Воздух становится насыщенным водяным паром, когда количество последнего при данной температуре достигает максимума. Чтобы произошла конденсация водяного пара приводящая к образованию облаков, находим некоторый избыток водяного пара сверх насыщения. Такой избыток может появиться либо вследствие увеличения влагосодержания воздуха, либо вследствие понижения его температуры ниже точки росы.

Пономаренко С. И. в статье «Некоторые особенности стратификаций воздуха, предшествующие возникновению очень сильных ливней» [10] приведены результаты анализа аэрологических диаграмм для 94 случаев очень сильных ливней (осадки более 30 мм за 12 часов). По фактическим и прогностическим кривым стратификаций рассчитали средние значения параметров конвекций , предшествующие очень сильным ливням. Мощность конвективной облачности оказалась в среднем равной 7,3-7,5 км для случаев с термической и 5,6-6,6 км для случаев с вынужденной конвекции. Показатель энергии неустойчивости (Т-Т’) в среднем равен 3,2-3,5° С на поверхности 500 мб, 1,9-2,0° С на поверхности 700 мб и 1,8-2,2° С на поверхности 300 мб.

Сумма (Т-Т_d) на трех стандартных уровнях 850, 700, 500 мб не превышала 11-15°С, температура конвекции в среднем от 25 до 40° С.

Очень сильные ливни наблюдались при высоких значениях удельной влажности, им предшествовала весьма своеобразная стратификация воздуха с вертикальными температурными градиентами γ ≤ 0- задерживающими слоями, выше этих слоев градиенты γ ≈ γ_са. Такая стратификация, по мнению автора, способствует возникновению в атмосфере вертикальных ускорений и могут создаваться благоприятные условия для возникновения перегретых объёмов воздуха в свободной атмосфере.

До начала очень сильных ливней, когда выпадало от 30 до 90 мм осадков за 12 ч, вертикальные ускорения составили 0,8-8,8 см/сек², а скорость конвективного потока была от 3 до 12м/с. Вертикальные ускорения до 4 см/сек² наблюдались и во время очень сильных ливней.

При наличии слоев с γ ≤ 0, чередующихся со слоями γ ≥γ_са подъём единичного объёма воздуха («термика») в окружающей атмосфере происходит скачкообразно. В слое с γ ≤ 0 скорость конвективного потока заметно ослабевает и некоторое время облако как бы стабилизируется на данном уровне и этапе развития. Затем, по мере того как конвективный поток преодолевает данный этап, в расположенном выше слое с γ ≥ γ_саскорость конвективного потока скачкообразно возрастает и поднимающийся объём воздуха вступает в новую фазу развития.

Быстрое развитие термиков продолжается до уровня, в котором γ ≤ 0 или γ <γ_ва. Здесь процесс снова замедляется до тех пор, пока поднимающийся объём воздуха не попадает в среду, где γ ≥ γ_са.

Автором учитывалась и скорость горизонтального переноса. Если она мала, то возникший конвективный вихрь может длительное время оставаться в одном и том же районе и обеспечить значительную продолжительность ливня, а значит и большое количество осадков.

Как показал М.Х.Байдал [11], наблюдается согласованность между характером распределения осадков по территории и повторяемость форм циркуляции ЕСШ, что при сезонном преобладании восточно-европейского типа циркуляции годовое количество осадков в Казахстане возрастает с запада на восток, где оно достигает в среднем 120% от нормы, а весной 140%. В западных и юго-западных районах республики при данном типе циркуляции, напротив, отмечается понижение количества осадков до 40-50% от нормы. При преобладании западно-сибирского типа циркуляции характер распределения аномалии осадков по территории Казахстана становится противоположным, т.е. осадки выше нормы отмечаются в западных районах Казахстана, а на востоке, напротив, меньше нормы.