Дорожная климатология

осадков выпадает летом (июль), наименьшее – зимой (февраль). В теплое время года осадки выпадают преимущественно в виде ливней.

В засушливые годы суммы осадков не достигают и 350 мм. Такие годы повторяются гораздо реже влажных, их вредное воздействие сказывается, в основном, в районах с песчаными почвами юго-восточной части республики.

Снежный покров распределяется по территории республики неравномерно. Достигая наибольшей высоты (30 см) на северо-востоке, он сильно уменьшается по своей мощности на юго-западе, а в отдельные годы оттепели приводят к полному стаиванию снега.

Рис. 12.2. Осадки и среднегодовые температуры воздуха

Промерзание почвы невелико: в среднем в поле оно достигает 50-65 см, в лесу – 15-20 см. Только в отдельные и малоснежные зимы оно может достигать 1 м, но это бывает не чаще одного раза в десятилетие.

Территория Беларуси расположена на севере от полосы высокого давления – оси Воейкова. Зимой здесь чаще дуют юго-западные и западные ветры, летом – северо-западные и западные. Западные воздушные потоки, преобладающие на протяжение года, приносят с собой атлантический воздух умеренных широт. Зимой с перемещением по территории Беларуси морского воздуха умеренных широт повышается температура воздуха, увеличивается относительная влажность и облачность, возникают туманы, выпадают атмосферные осадки. Приток воздуха с Атлантического океана чередуется с его поступлением с юга и юго-запада, но южные циклоны более редки, чем западные. Арктический воздух проникает чаще всего с циклонами, движущимися на восток и юго-восток, в результате наступает резкое похолодание, с порывистым ветром и переменной облачностью, особенно летом, когда распределение температуры воздуха зависит преимущественно от величины солнечной радиации. Атлантические воздушные массы несколько понижают температуру континентальных масс, но более энергично, чем зимой, трансформируются (прогреваются, увлажняются за счет испарения с поверхности почвы и транспирации). Влияние холодной арктической воздушной массы на климат Беларуси уменьшается с мая по июнь и увеличивается к сентябрю. Тропический воздух распространяется, главным образом, на юго-востоке и обусловливает резкое повышение

температуры и сильные оттепели зимой, высокие температуры (до 38 ) и сухость летом. Во время

движения на север воздух умеренных широт трансформируется в континентальный, несколько увеличивает свою влажность и понижает температуру.

Вследствие чередования циклонов и антициклонов погода в Беларуси неустойчивая, особенно зимой и осенью.

Тепловой режим Республики Беларусь характеризуется постепенным понижением температуры воздуха с юго-запада на северо-восток. Средние годовые изотермы вытянуты с

северо-запада на юго-восток и изменяются от 7,4 С в Брестской области до 4,4 С и ниже – в Витебской области.

Продолжительность теплого периода года (с температурой выше 0 С) на юго-западе Беларуси – 250-260, на северо-востоке – 220-230 суток. Относительно большое количество осадков, сравнительно небольшие (невысокие) температуры теплого периода года обусловливают повышенную влажность воздуха. Среднегодовая относительная влажность воздуха в 13.00 – почти 70 %. Зимой и частично – осенью относительная влажность составляет 80-88 %, весной – до 51-62 %, летом – 50-60 % (при засушливой погоде – менее 30 %). В год бывает от 35 до 100 дней с туманами. Вероятность пасмурного неба зимой – 73-85 %, облачности в теплый период года – до 40-55 %. Осадков в год выпадает 600...650 мм в центральной и северо-восточной части Белоруссии, 650 (кое-где – 700 мм) – на возвышенностях, 600 мм и менее – в Белорусском Полесье и на севере республики. В отдельные годы, особенно на юге и юго-востоке, все лето засушливое (дождей не бывает по 20 суток и более).

Республика Беларусь обладает весьма густой сетью рек и озер, что обусловлено, прежде всего, обилием выпадающих на ее территории атмосферных осадков. Питание рек, в основном, происходит за счет стока атмосферных осадков. Из-за равнинного рельефа течение воды в реках медленное и нарушается лишь порогами и перекатами при пересечении моренных гряд. Велика извилистость рек, которая удлиняет водный путь примерно в 1,5 раза.

Для Беларуси характерны значительные половодья, вызванные быстрым снеготаянием и в связи с этим – значительным увеличением количества воды в реках. Ввиду затруднительного поверхностного стока особенно сильное и продолжительное половодье бывает в Полесье. Весенний сток составляет примерно 50-60 % годового стока.

Территорию Беларуси принято разделять на пояса, зоны, области, районы и т.д. исходя из особенностей климата и в целях определенной хозяйственной деятельности

В основу агроклиматического районирования положена теплообеспеченность вегетационного периода и продолжительность залегания устойчивого снежного покрова. Суммы осадков за вегетационный период распределяются по территории республики довольно равномерно (340-440 мм). По термическим условиям, т.е. по суммам температур, превышающих

10 С, всю территорию Беларуси можно разделить на 3 области, располагающихся в широтном направлении:

1)прохладная зона с годовой суммой температур менее 2000 С;

2)умеренная теплая зона с годовой суммой температур от 2000 до 2200 С;

3)теплая зона с годовой суммой температур, превышающей 2200 С.

Эти области подразделяются на 6 подобластей и 19 агроклиматических районов (рис. 12.3). Продолжительность устойчивого снежного покрова колеблется от 75 дней на юго-западе Беларуси до 130 на северо-востоке. Имеется значительная разница в количестве снежных отложений и объемах снегопереноса. По условиям снегоборьбы территория Республики Беларусь

разделяется на четыре района (рис. 12.4).

Рис. 12.3. Районирование Беларуси:

области: I – Северная умеренно-теплая влажная; II – Центральная теплая умеренновлажная; III – Южная теплая неустойчиво-влажная; подобласти: А, Б, В – западные; Г, Д, Е – восточные районы: 1 – Ошмянско-Минско-Свентенский; 2 – Нарочано-Ви-лейский; 3 – УшацкоЛепельский; 4 – Полоцкий; 5 – Освейско-Браславский; 6 – Городецко-Витебский; 7 – СуражкоЛучевский; 8 – Оршанский; 9 – Городецко-Ивацеви-чский; 10 – Лидско-Ивенецкий; 11 – Новогрудский; 12 – Барановичско-Ганцевичский; 13 – Борисовско-Руденский; 14 – Березенский; 15 – Горецко-Костюковичский; 16 – Пружано-Брестский; 17 – Пинский; 18 – Житковичско-Мозырский; 19 – Гомельский

Границы агроклиматических поясов:

– областей

– подобластей

– районов

Рис. 12.4. Районирование территории Республики Беларусь по условиям снегоборьбы на автомобильных дорогах:

I – IV – районы по условиям снегоборьбы на автомобильных дорогах; М-1, Р-20 – республиканские автомобильные дороги

---– границы районов

КI району по снегозаносимости относится северо-восточная часть территории Беларуси (высота снежного покрова – 0,6 м); ко II – центральная (0,5 м); к III – южная и западная (0,4); к IV

–юго-западная (0,3 м).

Число случаев возникновения гололедицы за зимний период колеблется в различных районах Беларуси в значительных пределах (табл. 12.1).

Таблица 12.1

Среднее число случаев возникновения гололедицы

Районирование территории по условиям борьбы с гололедицей представлено на рис. 12.5.

Рис. 12.5. Районирование территории Республики Беларусь по условиям борьбы с гололедицей на автомобильных дорогах:

I-IV – районы по условиям борьбы с гололедицей на автомобильных дорогах; М-1, Р-20 – республиканские автомобильные дороги;

--- – границы районов

Более подробные метеорологические характеристики для каждого из перечисленных районов приведены в приложениях в табличной форме и в виде климатических карт; кроме того, приведены основные метеорологические характеристики для использования при решении строительных и дорожно-транспортных задач.

13.СИСТЕМА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

13.1.Организация метеорологических наблюдений

Всоответствии с принятой Всемирной службой погоды (рис. 13.1) единой системой метеорологические наблюдения на земном шаре осуществляются в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ч поясного времени по Гринвичу. Метеорологические наблюдения осуществляются на любом поясном времени, которое должно отличаться от Гринвича на величину, кратную трем. Под временем наблюдения подразумевается интервал времени продолжительностью 10 мин, который заканчивается точно в принятое расчетное время. Актинометрические и теплобалансовые наблюдения проводятся по среднему солнечному времени: актинометрические – в 0 ч 30 мин, 6.30, 9.30, 12.30, 18.30, теплобалансовые – в 1, 7, 10, 13, 16, 19 ч.

Основой для установления астрономического времени является видимое движение на небосводе солнечного диска, который дважды за сутки пересекает меридиан данного места и соответственно достигает верхней и нижней кульминации. Момент, когда солнце достигает максимальной высоты, или верхней кульминации, называется действительным полуднем.

Момент нижней кульминации принимается за начало гражданских суток. От него в

метеорологии отсчитывается действительное солнечное время (Ĩ0). Промежуток времени между моментами двух последовательных одинаковых кульминаций Солнца называется

действительными солнечными сутками.

В результате неравномерного движения Земли вокруг Солнца и изменения наклона эклиптики к экватору продолжительность действительных солнечных суток на протяжении года не одинакова. Поэтому введено понятие средних солнечных суток, продолжительность которых считается постоянной. Для определения средних солнечных суток используется понятие среднее солнце. Средние солнечные сутки соответствуют интервалу времени между двумя последовательными кульминациями среднего солнца. Такая система исчисления называется

средним, или местным временем (Ĩт).

Рис. 13.1. Функции и направления деятельности Всемирной службы погоды

Началом отсчета среднего солнечного времени и момента смены дат служит момент нижней кульминации солнца. Разница между средним и действительным солнечным временем называется уравнением времени:

ΔĨ = Ĩт – Ĩ0.

Среднее и действительное солнечное время можно определить на основании данных табл.

13.1.

Таблица 13.1

Разница между средним и действительным солнечным временем

13.2. Метеорологические станции и посты

Для проведения систематических наблюдений за состоянием погоды создаются метеорологические станции и посты. Метеостанции (рис. 13.2) – это учреждения, на которых ведутся регулярные метеорологические наблюдения за состоянием атмосферы и атмосферных процессов.

Рис. 13.2. Метеорологическая станция

Метеостанции состоят из метеорологических площадок, где в соответствии с общепринятой системой размещаются метеорологические приборы, а также помещений, где установлены автоматические приспособления для регистрации показаний приборов и ведется первичная обработка данных наблюдений. В зависимости от видов и объема наблюдений метеорологические станции разделяются на 3 разряда (рис. 13.3).

К станциям 1-го разряда относятся те, которые проводят наблюдения за погодой и обрабатывают эти данные, осуществляют техническое руководство станциями 2-го и 3-го разрядов, а также представляют заинтересованным организациям и предприятиям сведения о погоде. Метеорологические станции 2-го разряда проводят наблюдения, передают данные о результатах наблюдений; станции 3-го разряда выполняют наблюдения по сокращенной программе. Работа станций всех разрядов скоординирована и взаимоувязана. На некоторых станциях дополнительно проводятся аэрологические, актинометрические и градиентные наблюдения. В Республике Беларусь в настоящее время имеется 51 станция, в т.ч.: 1-го разряда – 5; 2-го разряда – 41; 3-го разряда – 2, 4-го разряда – 2.

Рис. 13.3. Схема метеорологической площадки:

1 – датчик М-63; 2 – датчик М-63М; 3 – психрометрическая будка; 4 – датчик влажности; 5

– датчик срочной температуры; 6 – будка самописцев; 7 – горизонтальный планшет; 8 – осадкомер; 9 – плювиограф; 10 – датчик жидких осадков; 11 – коробка КС-1; 12 – измеритель видимости; 13 – стойка для АМ-17; 14 – оголенный участок; 15 – коробка КС-2; 16 – участок с естественным покровом; 17 – стойка с актинометром; 18 – стойка с пиргелиометром; 19 – психрометрическая будка; 20 – гололедныйстанок

Среди метеорологических станций по количеству: центров по гидрометеорологии – 8, метеорологических станций – 30, станций фонового мониторинга – 1, гидрологических станций – 2, агрометеорологических– 6, авиаметеорологических– 3, болотных– 2, озерных– 1 ит.д.

Метеорологические посты создаются для наблюдения за определенными метеорологическими характеристиками.

Управление деятельностью метеорологических станций и постов осуществляет Республиканский гидрометеорологический центр. Его структура представлена на рис. 13.4.

Республиканский

Гидрометеоцентр

Рис. 13.4.Структура Белорусского республиканского гидрометеорологического центра

13.3. Предупреждение о возникновении гололеда на дороге

Система предупреждения о гололеде базируется на метеорологических данных. Метеорологическое обслуживание включает ряд приспособлений и устройств, целью которых является поставка дорожным службам и пользователям дорог информации о существующих и прогнозируемых атмосферных условиях на дорогах. Метеорологическая система анализирует данные и оценивает степень опасности возникновения гололеда. Эта система основывается на:

1)метеорологической информации и кратко- и долгосрочных прогнозах, полученных от метеостанций;

2)информации о погоде от сети дорожных станций предупреждения о гололеде, работающих в системе предупреждения о гололеде.

Основными элементами системы предупреждения о гололеде являются дорожные станции предупреждения о гололеде и дорожные измерительные станции, измеряющие параметры дорожного покрытия и атмосферные условия в определенных точках дороги.

Системы предупреждения о гололеде основаны на электронной измерительной технике, поскольку она позволяет осуществлять длительные автоматические измерения, регистрацию, передачу данных измерения на расстояние, а также анализировать и обрабатывать эти данные. Система содержит произвольное количество дорожных и центральных станций; их сеть может быть расширена по мере возможности и необходимости. Схема системы предупреждения о гололеде представлена на рис. 13.5.

Дорожные станции предупреждения о гололеде (ДСПГ) измеряют параметры дорожного покрытия и атмосферные условия в определенных точках дорожной сети. Различные станции связаны между собой посредством телефонных линий или других средств связи с компьютерами центральных станций, контролирующих их работу.

Центральная станция, размещенная в офисе дорожной службы, собирает данные измерений дорожных станций и на их основе выполняет оценку погодных условий на дороге и оценивает степень опасности возникновения гололеда. Программное обеспечение станции позволяет также сформировать краткосрочный прогноз возможности образования гололеда. Существует возможность подключения к Центральной станции произвольного количества дополнительных центральных станций в офисах служб, заинтересованных в прогнозе погодной ситуации на дорогах.

Системы предупреждения о гололеде, поставляя точные данные о местных атмосферных условиях, позволяют заранее прогнозировать наступление гололеда, что дает ощутимую выгоду с точки зрения уменьшения количества применяемых химических средств (а значит, уменьшения стоимости зимнего содержания дорог и экологических потерь), а также повышения безопасности дорожного движения. Электронная измерительная техника, применяемая в системе, обеспечивает автоматические и непрерывные измерения, регистрирует и передает данные на расстояние, позволяет анализировать и обрабатывать измеренные данные.

Рис. 13.5. Схема дорожной станции предупреждения о гололеде