2.2 Особливості атмосферної циркуляції

Циркуляційні процеси над Карпатами, які займають на Європейському материку серединне положення, досить складні і різноманітні. У середніх шарах тропосфери тут переважає західний перенос повітряних мас. Режим циркуляції в нижчих шарах тропосфери складається під впливом основних баричних центрів дії - Азорського і Сибірського максимумів, Ісландської і Середземноморської областей пониженого тиску.

Загальна картина атмосферної циркуляції різко змінюється під дією складних орографічних умов. Баричний і вітровий режим. У холодний період (з жовтня по травень) територію Карпат захоплює могутній відрог Сибірського антициклону. Українські Карпати перебувають найчастіше в північній частині антициклонів, через це тут переважає західний і південно-західний перенос. У теплий період року гори захоплює відрог Азорського максимуму. Суміжні області зниженого тиску - Ісландська і Середземноморська - виражені в цей час слабіше. Основним є західний і північно-західний перенос повітряних мас. Таким чином, Карпати на протязі року перебувають у смузі підвищеного тиску. Гребінь цієї смуги О. І. Воєйков назвав "великою віссю континенту". На протязі року переважає антициклональна циркуляція. Тут схрещуються шляхи різних антициклонів. Узимку панують східні, сибірські, антициклони, а влітку - західні, азорські, антициклони. Крім того, спостерігається вторгнення північних арктичних антициклонів. Антициклони приносять континентальне повітря, тому в цей час погода безхмарна, ясна, тиха, сонячна. Взимку відбувається різке похолодання, навесні та восени - заморозки. Влітку і навесні інтенсивно розвиваються циклональні процеси. Взимку їх менше. Приходять циклони різного походження. Безпосередньо через Карпати проходять південні середземноморські циклони. Особливо активні вони взимку. В теплий період посилюються західні і північно-західні атлантичні циклони. У цей же час над горами формуються і місцеві серії циклонів.

Циклони приносять переважно морське повітря. Вторгнення їх викликає різкі зміни погоди. Небо покривають низькі хмари, дмуть сильні вітри, взимку бувають часті густі снігопади і відлиги, влітку - рясні дощі та грози. Переважають західні вітри. Особливо часто заходить морське повітря помірних широт, яке формується в помірних і північних районах Атлантики. У Карпати воно поступає мало трансформованим: дуже насичене вологою, відносно тепле зимою і прохолодне влітку. Це повітря приносить з собою прохолодну погоду влітку з частими зливами і бурями, а зимою викликає потепління, відлиги і снігопади. Великого поширення, особливо влітку і навесні, набуває континентальне повітря помірних широт, яке надходить із східними вітрами з центральних і південних районів Руської рівнини. Це повітря сухе, дуже нагріте влітку і охолоджене взимку. З районів Середземного моря в південно-західних потоках надходить морське тропічне повітря, особливо часто восени, а також навесні і влітку. Воно приносить велику кількість вологи, а восени - повернення теплої погоди із зливами. Континентальне тропічне повітря з районів Північної Африки надходить влітку і навесні. Воно має високі температури і низьку вологість. При його вторгненні стоїть суха, жарка погода. Відчувається в Карпатах і вплив арктичних повітряних мас.

Іноді в зимові і весняні періоди з районів Баренцового моря далеко на південь прориваються хвилі холодного арктичного повітря. Воно викликає різкі похолодання, а навесні - заморозки. Таким чином, над Карпатами взаємодіють різні за своїми фізичними властивостями повітряні маси, результатом чого є різка активізація тут циклонічної діяльності. Ця загальна картина розвитку циркуляційних процесів значно змінюється і ускладнюється впливом Карпатської гірської системи, яка утворює особливу місцеву циркуляцію і свій різко диференційований клімат. Вплив гір різноманітний. Насамперед, гірський бар'єр затримує повітряні маси і змінює напрям їх руху. Велике значення при цьому має орієнтація орографічних елементів і ступінь розчленування поверхні. Західні, атлантичні, повітряні маси рухаються паралельно, вздовж гірської системи, майже не затримуючись нею. Південно-західні середземноморські і північно-східні арктичні і континентальні маси повг7оя, навпаки, рухаються перпендикулярно простяганню гір. При цьому гірський бар'єр впливає більш ефективно.

Хвилі холодного північного повітря лише зрідка прориваються в Закарпаття, внаслідок чого зима тут м'яка. Середземноморські циклони, "ударяючись" об гірський бар'єр, залишають значну частину своєї вологи на його південно-західних схилах. Північно-східні схили одержують вологи менше. Інтенсивна розчленованість Карпат річковими долинами зумовлює розвиток місцевої гірсько-долинної циркуляції. Долини приймають вітри різних румбів, змінюють і підпорядковують їх своєму напряму. Тому вітри в Карпатах надзвичайно різноманітних напрямів.

Вони відображають орієнтацію долин кожного регіону. Гірсько-долинні вітри влітку мають добову періодичність. Вдень вони дмуть вгору по долині, забираючи з собою велику кількість водяної пари. Піднімаючись, повітряні маси охолоджуються, водяна пара конденсується, утворюються хмари, і в другу половину дня випадає дощ. Отже, місцеві вітри підвищують хмарність і вологість повітряних мас. Взимку котловини в горах і вузькі річкові долини заповнюються холодним щільним повітрям. Температури в них нижчі, ніж на сусідніх схилах гір.

Розділ 3.Температурні умови

Метеорологічні елементи є якісними і кількісними показниками фізичного стану атмосфери. Найбільше значення для формування ландшафтів і розвитку сільського господарства мають температурні умови і режим зволоження. Температурні умови. Положення Карпат у південних широтах помірного поясу і особливості циркуляції атмосфери визначають загальний, досить великий запас тепла.

Річний радіаційний баланс тут 35,8-44,1 ккал/см2, з яких близько 20-25 ккал/см9 на рік витрачається на випаровування і близько 15-20 ккал/см2 - на нагрівання повітряних мас. Тому клімат передгірних рівнин і низькогір'їв в основному помірно теплий.

Однак такий загальний термічний фон різко змінюється під впливом орографії. Із збільшенням висоти місцевості знижується температура її повітря. Ізотерми, як правило, повторюють хід ізогіпс. Так, середні річні температури повітря змінюються від 7-10° на рівнинах до 5° в низькогір'ях, від 3° в середньогір'ях до 0,6° у верхньому ярусі гір. На вершинах Свидовця і Чорногори вона близька до 0°. З підняттям у гори істотно зростає тривалість періоду з негативним радіаційним балансом і від'ємними середньомісячними температурами повітря.

Так, у Закарпатті холодний період триває 2,5 місяці, в Прикарпатті - 3 (грудень - лютий), у горах вище 800-1000 м - 5 місяців (листопад - березень). Найнижчі температури повітря бувають у січні: -3° в Закарпатті і -4, -5° у Прикарпатті.

На висоті 1200 м (Турбат) середня температура січня -7,9°, на Свидовці і Чорногорі -12°.

Середні градієнти спадання температури з підняттям рельєфу місцевості на 100 м над рівнем моря

Середній градієнт	Схили
	південні	північні
За січень	0,63°	0,61°
За липень	0,57°	0,44°
Річний	0,70°	0,56°

Взимку в горах розподіл температури часто має інверсійний характер. У тиху морозну погоду щільні охолоджені шари повітря стікають вниз по схилах в улоговини і долини річок. Тому передгір'я (300- 500 м), схили і вершини невисоких хребтів тепліші, ніж долини невеликих річок. З березня радіаційний режим стає додатнім. Починається загальне потепління. Стійкий перехід середньодобових температур повітря через 0°, зміна зими весною найраніше спостерігається в Закарпатті - в третій декаді лютого, в Прикарпатті - на початку березня, а в горах весна затримується до середини березня - початку квітня. У цей період відбувається інтенсивне танення снігу, дзюркотять струмки, розмерзається грунт, з'являються перші весняні квіти. Стійкий перехід середньодобових температур повітря через 5°, що збігається з початком вегетації більшості деревних порід і озимих культур, відбувається в різні строки: в Закарпатті - 20 березня, в Прикарпатті - 1 квітня, в горах - з середини до кінця квітня.

Для розвитку рослинного покриву велике значення має тривалість періоду активної вегетації і сума температур за цей час. У Закарпатті рослинність активно вегетує протягом 185 днів до середини жовтня і дістає 3300-2800° тепла. У Прикарпатті цей період коротший (165 днів) - до 10 жовтня з сумою температур 2800-2200°. У нижньому і середньому ярусі гір період активної вегетації скорочується до 125- 80 днів, а сума активних температур - до 1000°. Температурний режим найвищих вершин ще менш сприятливий. Тут навіть період загальної вегетації триває не більше 90 днів і закінчується до середини жовтня. Сума активних температур не перевищує 600°. Найтепліший місяць - липень. Найвищі середньомісячні температури в Закарпатті +20°, в Прикарпатті +18°, +19°. Цвітуть луки. На полях колоситься пшениця і жито. В поясі гір до висоти 1500 м середня температура липня знижується до 10°. Ще вище максимальні температури відзначаються в серпні: +9°, +8°. Вертикальний термічний градієнт влітку 0,7°. У жовтні температури ще додатні. Стоїть глибока золота осінь. Повітря чисте і прозоре. Ліси починають втрачати своє барвисте вбрання. В усьому відчувається наближення холоду. В листопаді температури різко падають. У горах вони вже від'ємні. Вершини гір покриті шапками снігу. В кінці місяця зима спускається з гір на рівнину.

3.1Температурні зони Карпат

Беручи за основу вертикальну поясність клімату в горах, М. С. Апдріанов (1957) виділяє в Карпатах шість висотно-термічпих зон. Головним критерієм для такого районування прийнято брати показники температури повітря як фактора, що має домінуюче екологічне значення, тобто визначає своєрідність лісорослинних умов. Для характеристики окремих термічних зон М. С. Андріанов бере суму активних температур вище 10°, тривалість періодів з температурою понад 0,5° і 10°, а також середні температури найтеплішого та найхолоднішого місяців.

Тепла зона включає низовини Закарпаття. Сума активних температур становить тут 2800— 3100°, середня температура найтеплішого місяця (липня) 1920°, найхолоднішого (січня) від 3 до 5°. Тривалість теплого періоду —265 днів.

Помірно тепла зона включає передгір’я Прикарпаття і Закарпаття в інтервалі висот від 250 до 450—500 м над рівнем моря. Сума активних температур становить 22002800°. Середня температура липня 19—17°, січня -— від 4,5 до 5°.

Помірна зона розташована на схилах південного і північного макросхилів в діапазоні висот від 450-500 до 850 м над рівнем моря. До цієї зони віднесена також смуга Центрального Карпатського пониження. Сума активних температур дорівнює 1600—2200°, середня температура липня 17,2—15°, січня -         від 1.9 до 6°.

Прохолодна зона займає діапазон висот від 850 до 1250 м над рівнем моря. Вона охоплює схили та міжгірні долини Горган, Полонинського хребта, Чорногорії, Гуцульських Альп та Покутсько-Буковинських гір. Сума активних температур не перевищує 1000 – 1600°. Середня температура липня дорівнює 13°, січня —8,5°. Верхня межа цієї зони співпадає з верхньою межею поширення листяних лісів. Теплий період триває приблизно 220 днів (від початку квітня до листопада). Період активної вегетації рослин майже 85 днів.

Помірно холодна зона охоплює в основному схили Вододільних Карпат та їх південних і північних відрогів у діапазоні висот від 1250 до 1500 м над рівнем моря. Зона ця співпадає в основному з поясом поширення хвойних лісів. Сума активних температур дорівнює: 1000 – 1600°, середня температура липня біля верхньої межі зони — близько 12°, січня —10°. Теплий період тут скорочується до 190 днів (з другої декади квітня до кінця жовтня). Період загальної вегетації триває 120 -130 днів, активної вегетації — 50— 60 днів.

Холодна зона займає найвищі положення гір на висотах від 1500 до 2000 м над рівнем моря. Вона співпадає із субальпійським та альпійським поясами. Сума активних температур не перевищує 600°. Середньорічна температура повітря близька 0°. Середня температура найтеплішого місяця серпня від 12 до 8°, а найхолоднішого січня – від 10 до —12°. Теплий період триває тут близько 180 днів (починається в кінці квітня і закінчується в жовтні), період вегетації — близько 90 днів.

Загальна закономірність вертикальної поясності клімату, яка в значній мірі залежить від вертикального розміщення термічних поясів і в основному з ними співпадає, може порушуватись явищами температурної інверсії, а також змінами внутрішнього регіонального гірського клімату. Звичайно явища температурної інверсії спостерігаються па окремих частинах схилів у безвітряних долинах, замкнутих котловинах, де немає відтоку повітря і зосереджуються важкі холодні повітряні маси, що, як правило, призводить до зміщення вниз лісорослинних поясів.

3.2 Радіаційний режим

Сонячна промениста енергія є основною енергетичною базою, яка визначає термічний стан земної поверхні і атмосфери. Поверхня Прикарпаття при ясній погоді може одержати 160 ккал/см2. Але над Карпатами розвивається велика хмарність, особливо в холодну пору року. Так, у грудні і січні повторюваність похмурого неба 60-80%. Низькі темні хмари заволікають горизонт. Влітку ясних днів стає більше, але й тоді їх повторюваність 40-50%. Тому тривалість сонячного сяяння в Карпатах становить незначну (18-30%) частину порівняно з можливим сяянням сонця в цих широтах.

Так, у Чернівцях за рік спостерігається 1826 годин сонячного сяяння. Якби небо було весь час безхмарне, то сонце світило б тут 10145 годин на рік. Внаслідок того, що тут велика хмарність і невелика тривалість сонячного сяяння, кількість сонячної енергії, що потрапляє на територію Прикарпаття, скорочується до 98-109 ккал/см2 на рік. Величина сумарної радіації для більш південних широт Закарпаття становить 110-115 ккал/см2. Із загальної кількості сумарної радіації тільки 77%, тобто 75-90 ккал/см2, збирає підстилаюча поверхня. Решта енергії знову відбивається в атмосферу. Частина поглинутої енергії знову випромінюється в атмосферу. Величина ефективного випромінювання у Прикарпатті за рік досягає 35,8 ккал/см2.

Таким чином, радіаційний баланс Прикарпаття, тобто та кількість сонячної енергії, яка йде на нагрівання земної поверхні і визначає її термічний режим, становить у західному секторі 35,8, а в східному - 40,0 ккал/см2 на рік. У Закарпатті величина радіаційного балансу трохи вища - 44,1 ккал/см2. Річний радіаційний баланс позитивний, а на протязі трьох місяців - грудня, січня і лютого-негативний (до-1,8 ккал/см2). Земна поверхня віддає тепла більше, ніж одержує, тому температура повітря від'ємна. У березні намічається перелом. Радіаційний баланс стає позитивним (1 ккал/см2), після чого він стрімко збільшується і досягає максимуму в червні і липні - 8,2 ккал/см2. Підстилаюча поверхня і приземні шари повітря добре прогріваються. З серпня значення радіаційного балансу починає знижуватися, і в кінці жовтня він стає негативним. У гірських районах Українських Карпат прибуток і витрата сонячної енергії протікають у зовсім інших умовах хмарності, прозорості і зволоження повітряних мас. Так, тривалість сонячного сяяння за рік у Ясині менша майже на 400 годин, ніж у Чернівцях. Отже, прибуток сумарної сонячної радіації в горах менший.

Величина ж відбитої енергії (альбедо) вища: влітку-16-27%, взимку - 70-85% енергії, що надходить. Радіаційний баланс середньовисотного поясу Карпат за теплий період нижчий на 4 ккал/см2, ніж на рівнинах Прикарпаття. У зимовий час ці розходження ще більші. На висоті 1400 м радіаційний баланс в цілому за рік скорочується" до 15,4 ккал/см2.

Розділ 4.Режим зволоження

Важливими показниками вологозабезпеченості території можуть бути відносна вологість повітря і річна сума опадів та їх розподіл за сезонами року. В цілому за рік вологість повітря над Карпатами підвищена - близька до 80%. Річний хід її протилежний річному ходові температур. Максимальною вологонасиченістю відзначається повітря зимового періоду - 80-89%. Влітку її значення трохи нижче - 77%. Найбільш сухим є весняне повітря, але і його вологість не падає нижче 55% у Закарпатті і 60% у Прикарпатті. Підвищена зволоженість Карпат зумовлена динамічним підняттям угору і охолодженням місцевих повітряних мас і тих повітряних мас, що надійшли.Річна кількість опадів велика. Вона коливається від 600 мм на рівнинах до 1600 мм на вершинах гір. Територіальний розподіл опадів надзвичайно строкатий

Основним фактором при цьому є висотне положення місцевості. Рівнини Прикарпаття і Закарпаття з висотами 150-250 м мають ще помірну кількість опадів - 600-700 мм. Смуга високих (300-560 м) передгір'їв зволожена більше. Річна сума опадів зростає тут до 800 мм, а в Закарпатті - до 1000 мм. У горах відбувається швидке наростання опадів, особливо інтенсивно на південно-західних, навітряних, закарпатських схилах.

Тут з підняттям на кожні 100 м сума опадів зростає на 124 мм. На північно-східних, підвітряних, прикарпатських схилах кожні 100 м висоти приносять 69 мм опадів. Над зовнішніми низькогір'ями з висотами 800-1000 м буває 800-1200 мм опадів. Середньогір'я до висоти 1500-1800 м (Полонинський хребет, Горгани, Вулканічний хребет, Свидовець, Чорногора, Рахівський масив) характеризуються рясними опадами -1000-1400 мм. Найвищі масиви їх дістають максимальну для Карпат кількість опадів: 1400-1600 мм. Верховинські Карпати і Полонинсько-Великодільське низькогір'я мають також досить велику кількість вологи - 800-1100 мм, незважаючи на їх невеликі висоти.

Це пояснюється наявністю на північному сході від них гірських бар'єрів - Горган і Полонинського хребта, по відношенню до яких ці території займають навітряне положення. Наведені вище загальні закономірності розподілу опадів надзвичайно змінюються й ускладнюються під впливом окремих елементів рельєфу та експозиції їх схилів.

Так, улоговини передгір'їв дістають менше опадів (Станіславська - 500-600 мм), ніж навколишні височини (Дрогобицька - 800 мм). На навітряних схилах річна сума опадів зростає, на підвітряних зменшується. Так, у Рахівській улоговині, розміщеній на південно-західному схилі, випадає 1100 мм, а в селі Верховина, що лежить в більш піднятій улоговині, але на північно-східному схилі, сума опадів не перевищує 740 мм. Річний хід опадів на всій території однотипний. Більша частина їх (70-80%) випадає в теплу пору, переважно у вигляді злив. Найбільш дощовими є червень, липень, серпень. Максимуми опадів у Закарпатті і на південно-західному схилі спостерігаються в червні і жовтні. У Прикарпатті і на північно-східному схилі рясними дощами відзначається липень. Взимку опадів мало - 150-450 мм. Особливо бідні на опади північно-східні схили і Прикарпаття. Так, у Дрогобичі взимку випадає всього 147 мм із загальної суми 792 мм. Мінімум опадів спостерігається в січні - 20-40 мм у передгір'ях. Зимові опади бувають переважно у вигляді снігу. Число днів із снігом, а, значить, тривалість і потужність снігового покриву в Карпатах, різні.

Перший сніг на передгірних рівнинах з'являється в кінці жовтня - на початку листопада. Але формування стійкого снігового покриву закінчується лише під кінець грудня. Однак внаслідок частих відлиг він дуже руйнується, а іноді зовсім зникає. Найпотужніший сніговий покрив (10-30 см) спостерігається в середині лютого, а вже в кінці його і в другій половині березня сніг повністю сходить. Гірські схили одягаються в пухнасте зимове вбрання раніше. Під кінець листопада вони перетворюються в казкове царство снігу і сонця. Найбільша потужність снігового покриву в кінці лютого - на початку березня: 70-90 см на північно-східному схилі і до 300 см на південно-західному. Інтенсивне танення снігу відбувається в квітні. Гори наповнюються мелодійним передзвоном і шумом струмків.Повністю сніг сходить на висотах 600-1000 м до третьої декади квітня, в поясі гір висотою 1000-1500 м - у першій декаді травня, вище - в середині травня.

Тривалість стійкого снігового покриву в горах - 3-4 місяці. На великих висотах сніг може випадати і влітку.

Над Карпатами випадає значна кількість атмосферних опадів. Розподіл їх в просторі підпорядкований закономірностям вертикальної поясності клімату. У передгір’ях річна сума опадів становить близько 600 мм, з підняттям рельєфу поступово зростає, досягаючи на вершинах гір 1600 мм на рік.

Вологість повітря в Карпатах висока. В середньому за рік вона дорівнює близько 80%. В теплий період насиченість повітря вологою нижча і становить 75— 77%, взимку при зниженні температури вологість зростає до 86—89%. Значна вологість повітря в Карпатах обумовлена підняттям рельєфу, в зв’язку з чим охолоджуються як місцеві повітряні маси, так і принесені з Атлантики та Середземного моря. Кількість атмосферних опадів па гірських схилах неоднакова. Більше їх випадає на південному, менше па північному макросхилах.

Багаторічна середньомісячна кількість атмосферних опадів на різних висотах над рівнем моря

Метеостанції	Абсолютна висота, м	Місяці												За рік
		І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Турбат	1140	62	68	80	88	126	169	146	113	93	118	90	73	1226
Руська Мокра	584.	74	72	86	88	112	155	141	107	85	131	98	89	1238
Міжгір’я	439	50	53	119	124	147	210	227	121	128	205	110	64	1558
Синевирська Поляна	722	78	69	76	86	121	179	153	133	115	122	114	75	1321
Арджелуза	1300	47	37	106	124	137	215	172	170	151	176	111	55	1501
Пожижевська	1820	50	39	116	133	145	228	181	181	157	181	120	62	1593