Лекція 3 клімат кривбасу

1. Кліматична позиція регіону. Кліматоутворюючі процеси.

2. Характеристика кліматичних сезонів

1. Кліматична позиція регіону. Кліматоутворюючі процеси

Як відомо, провідними кліматоутворюючими факторами є: 1)радіаційний режим; 2)циркуляція атмосфери; 3)характер підстилаючої земної поверхні. Згідно зі схемою кліматичного районування Б.П.Алісова (1969), Криворізький регіон належить до атлантико-континентальної європейської недостатньо вологої, теплої області помірної кліматичної зони. За О.Г.Ісаченком (1986), Криворіжжя розташоване в помірно-континентальній суббореальній семіаридній кліматичній підзоні. За поглядами Л.С.Берга (1924), регіон знаходиться в степовій кліматичній зоні.

Широтою місцевості (приблизно 48° півн. ш.) зумовлені: висота сонця над обрієм – від 18,6° 22 грудня до 65,4° 22 червня, тривалість світлового дня – відповідно від 8 годин 07 хвилин до 15 годин 53 хвилин, тривалість сонячного сяяння – для міста Кривого Рогу вона становить 2102 год/рік, на півночі регіону – 1050 год/рік, на півдні – 2150 год/рік.

Сонячна радіація. Річні показники сумарної сонячної радіації дорівнюють 107-110 ккал/см² (або 4640 мДж/м²), радіаційного балансу – 46-49 ккал/см², в тому числі влітку 24 ккал/см², навесні 17 ккал/см², восени 6-7 ккал/см², взимку 0,2-0,5 ккал/см². Середнє альбедо території в межах Кривого Рогу достатнє високе влітку (30%) і знижене взимку (35%). Для порівняння, альбедо свіжого снігу 70-90%, сільськогосподарських угіддь – 16-17% (влітку), технічної міської забудівлі – 30-35%. Більша частина (65%) сонячної радіації, що надходить на поверхню витрачається на випарування, 35% – на турбулентний теплообмін з атмосферою (взимку цей показник складає 100%). Витрати сонячної енергії на турбулентний теплообмін на Криворіжжі значно більший, ніж у північних районах України.

Радіаційний фактор обумовлює усереднені показники річного та добового ходу метеорологічних величин, перед усім, температурного режиму (особливо в літній період).

Циркуляційні процеси (сукупність основних повітряних масі їх потоків різного напряму в атмосфері). Циркуляційні процеси викликають найбільш суттєві неперіодичні зміни погоди, які перекривають і порушують вплив радіаційних і місцевих факторів. Клімат Кривбасу значною мірою формується під дією 43 циклонів і 60 баричних улоговин (середземноморських і атлантичних). Влітку формуються чорноморські та місцеві циклони. Кількість антициклонів набагато менше – 4-15 місцевих і 20-28, які надходять із області Азорського максимуму. Оскільки циклони існують менше та рухаються швидше антициклонів, то антициклональний тип циркуляції атмосфери спостерігається в 2/3 від загальної кількості днів на рік (229-242).

Циркуляційні фактори найбільш чітко проявляються у холодний період року, у зв’язку з послабленням потоку сонячної радіації та активізацією циклонічною діяльністю. Основними баричними центрами, що обумовлюють циркуляцію повітряних мас над територією Кривбасу є: ісландський мінімум, середземноморська та чорноморська баричні депресії, західний відріг сибірського максимуму (антициклону) взимку, азорський і арктичний максимуми, іранський мінімум (влітку). З кожним баричним центром пов’язане формування повітряних мас з різноякісними властивостями. Сезонні контрасти домінуючих повітряних мас достатньо значні.

У зв’язку з тим, що територія Криворіжжя знаходиться в глибині континентального простору Євразії, на значній відстані від Антлантичного океану, то повітряні маси із заходу надходять значно трансформованими – більш спорожнілі від вологи та сухі. З півночі (з боку Північного Льодовитого океану) повітряні маси досягають території Кривбасу завжди дещо прогрітими та сухими, особливо навесні та влітку. Зі сходу континентальне повітря приходить сухим, взимку – дуже холодним (так як центром їх формування є Сибірський максимум), а влітку – теплим і жарким, тому що зона дії тропічних повітряних мас зміщується в теплий час значно на північ. У зв’язку з останнім в регіоні влітку звичайним явищем є посухи.

Середньорічний показник атмосферного тиску по Кривому Розі становить – 753,7 мм. рт. ст., взимку – 788,1 мм рт. ст. У мілібарах значення атмосферного тиску по сезонам року дорівнюють: у січні – 1021, квітні – 1015, липні – 1012, жовтні – 1020.

Вітри. Структура, напрям та характеристики вітрів знаходяться в прямій залежності від особливостей загальної та місцевої циркуляції атмосфери (рис. 5.2.1). Так як регіон розташований південніше вісі Воєйкова (головного вітроділу Євразії), на Криворіжжі переважають вітри північних румбів (49% повторюваності), а також східні вітри. Рідше за інших спостерігається південний вітер. Влітку найбільш часто повторюються північні та північно-західні вітри, в інші сезони року – північно-східні, північні та східні вітри. Штилі найчастіше трапляються на початку осені та влітку (приблизно 3 дні на місяць), коли роль циркуляційного фактора послаблена. До місцевих чинників, які впливають на напрям вітру треба віднести напрям долин рік Інгульця, Саксагані, Кам’янки, Бокової, Боковеньки. Річкові долин цих рік мають субмеридіональну орієнтацію, які виступають каналами провідниками потоків повітря, посилюючи північну і північно-східну складову загальних вітрів. По долинам рік завжди більша швидкість вітру.

Середня швидкість вітру за рік становить 5,0 м/сек. Дещо більша вона в холодний період року (5,6-5,9 м/сек) і знижується влітку до 4,1-4,2 м/сек. У добовому режимі вітру найбільша його швидкість спостерігається вдень, у зв’язку з посиленням вертикального турбулентного теплообміну.

Сильні вітри (зі швидкістю понад 15 м/сек.) відмічаються в середньому 29 днів на рік і також характерні для кінця холодного часу року. В теплий період часто спостерігаються суховії – вітри східних румбів, які характеризуються швидкістю більше 5,7 м/сек. при дуже низькій відносній вологості повітря – 25-30%. Вони формуються навесні – початку літа, в умовах трансформації сухих арктичних повітряних мас над просторами Середньої Азії за Волгою. Число днів з суховіями досягає від 15 (північ регіону) до 20 (іноді до 30 на півдні) днів на рік. Середня тривалість цих вітрів складає 4,4 дні. Так, у квітні 1928 року при відносній вологості повітря 10% і швидкості вітру до 10 м/сек. в межах Криворіжжя суховій супроводжувався пиловою (чорною) бурею. Місцями було видуто до 12 см грунту. В середньому за весну, літо та осінь буває 5-6 днів з пиловою бурею, але максимальні показники набагато більші – до 20 днів.

Термічний режим. Вплив кліматоутворюючих факторів на температуру атмосферного повітря на протязі року проявляється неоднозначно. Л.М.Булава (1990) відзначає, що в теплий сезон термічний режим, в основному, залежить від радіаційних процесів у поєднанні з впливом підстилаючої поверхні (тобто місцевих умов). В холодний період термічний режим, переважно, обумовлений властивостями повітряних мас, які надходять на територію Кривбасу з інших районів, в тому числі акваторій морів та океанів.

По метеостанції Кривий Ріг (47°58′ півн. ш., 33°19′ схід. д), середньорічна температура повітря в центральній частині Криворіжжя становить +8,5°С (на півночі регіону +7,9°С, на півдні +9,0°С). Середня температура повітря у липні +22,2°С, у січні – -5,1°С (рис. 5.2.2).

Абсолютний максимум температури за період інструментальних спостережень зареєстрований у липні 1890 року і склав +39,3°С. На початку липня 1999 року на півдні Кривбасу (район с.Шестерні) була встановлена температура повітря +38,2°С. Абсолютний мінімум – -35,0°С був зафіксований в середині 30-х рр. ХХ століття. Дані про середньомісячні температури повітря наведені в таблиці 5.2.1. Сума активних температур атмосферного повітря (це температури, які є найбільш сприятливими і продуктивними для вегетації рослинності) вище +10°С становить від 3000°С на півночі регіону до 3200°С на півдні.

Перехід температури повітря через +5°С спостерігається 2 квітня та 3 листопада (215 днів). Перехід температури повітря через +10°С відбувається в середньому 21 квітня та 11 жовтня. Вказані показники обумовлюють початок і кінець періоду вегетації рослинності (+5°С), а також час найбільшої її активності (від +10° до +30°С). Число днів за рік з температурою повітря від +5° до +15°С (середня та рання весна) в середньому по Кривбасу складає 86, з них на весну припадає 39 і осінь – 46 днів. Весна на Криворіжжі більш стрімкіша. Кліматичне літо (період з середньодобовою температурою повітря понад +15°С) в регіоні триває понад 4 календарні місяці – 128 днів на півночі і 135 на півдні. Середні дати початку кліматичних сезонів зображені на рис. 5.3.1.

Тривалість безморозного періоду 170 (на півночі) і 180 днів на півдні регіону. Середні дати першого та останнього приморозків відповідно навесні – 24 квітня (північ) і 22 квітня (південь), восени – 8 жовтня (північ) і 11 жовтня (південь). Середня тривалість стійких морозів у повітрі на Криворіжжі у північній частині дорівнює 75 дням, у південній – 60. Тривалість можливих періодів зі стійкими морозами на протязі холодної пори року становить 17-20 днів. Середні дати настання стійких морозів відрізняються на кілька днів між півночем і півднем регіону – відповідно вони розпочинаються 10 і 15 грудня. Схожі розбіжності наявні і по показнику середніх дат припинення стійких морозів – 21 лютого на півночі та 16 лютого на півдні.

Взимку звичайним явищем є відлиги – коли різко послаблюються морози або температура повітря знижується нижче середньодобових норм певного часу кліматичної зими. Відлига – це потепління. Упродовж зими кількість днів із відлигою на півночі менше (43) ніж на півдні – 50 днів (табл. 5.2.2). Середня тривалість відлиг в середньому по регіону становить 5-6 днів, максимальна 30 днів на півночі і до 35 днів на півдні.

За даними Л.М.Булави (1990), континентальність клімату Криворіжжя дорівнює показнику 85, що характеризує клімат регіону як помірно-континентальний. Ступінь континентальності клімату Криворіжжя становить на північному-заході регіону 56%, на південному-сході – 57%, що ще раз доводить факт помірно-континентального клімату Кривбасу.

Режим зволоження. Залежить від загальної циркуляції атмосфери і надходження різнотипних повітряних мас, а також від місцевих мікрокліматичних умов або внутрішньомасових процесів (конвекції). Зволоження території характеризується частинними режимами – вологості повітря (абсолютна, відносна, дефіцит вологості), атмосферних опадів та снігового покриву.

Показники відносної вологості повітря наведені в таблиці 5.2.1. Вологість повітря впливає на інтенсивність процесу випарування, виникнення приморозків, утворення туманів, хмар тощо. Дні, які відрізняються відносною вологістю понад 80% вважаються вологими, нижче 30% – сухими. За останні десятиліття відносна вологість складає 72%. Максимальні значення відносної вологості повітря спостерігається взимку – 82-88%, найменша наприкінці календарного літа – 52-58%.

За даними метеостанції Кривий Ріг середнє число днів з туманами – 61 (табл. 5.2.2). По регіону ці цифри коливаються в межах 60-65 днів. Найчастіше тумани трапляються в холодну пору року (листопад – лютий) – 9-12 днів на місяць. Взимку домінують адвективні тумани. Навесні і восени середня кількість туманів менша (2-7 днів). У теплу пору року (травень – серпень) тумани трапляються найрідше – в середньому до 1 дня на місяць. Генезис літніх туманів – радіаційний.

Південь України характеризується послабленням дії циклонів і атмосферних фронтів, особливо в теплий період року. Це відбивається на різкому зменшенні кількості атмосферних опадів з північного-заходу на південний-схід і південь. Криворіжжя відноситься до посушливих районів України (рис. 5.2.2). В середньому за рік територія регіону отримує 400-450 мм. опадів. Більш вологим є крайній північ Кривбасу (в районі с.м.т. Петрове), де випадає 450 мм опадів на рік. Північні та центральні райони мають 425-450 мм, а південна частина найменше – 400-425 мм.

Максимальна кількість атмосферних опадів віпадає на початку літа, самий вологий місяць – червень. Найбільш сухі місяці – вересень і період з січня по квітень. Упродовж року атмосферні опади розподілені нерівномірно. Дві третини опадів припадає на теплу частину року (300-320 мм), у зимові місяці атмосферних опадів випадає менше – 100-130 мм. За рік сумарна тривалість випадіння опадів становить 760 годин на півночі Кривбасу і 700 годин на півдні, по Кривому Розі – 745 годин.

Для зволоження території Криворіжжя притаманні флуктуації – зміни обсягів атмосферних років по рокам або десятиліттям. Вологі роки чергуються з сухими, коли переважає антициклональний тип погоди, а атмосферні фронти проходять значно північніше степової ландшафтної зони. Так, вологими були роки: 1887 – 521,9 мм, 1933 – 560,5 мм, 1966 – 815,7 мм, 1978 – 589,6 мм, 1980 – 664,1 мм, 1981 – 714,1 мм, 1985 – 546,7 мм. Сухими роками слід вважати ті, які характеризуються випадінням меншої кількості атмосферних опадів за їх середньорічні норми. Наприклад, сухими є наступні роки: 1891 – 333 мм, 1934 – 235,8 мм, 1964 – 240,1 мм, 1975 – 258 мм, 1983 – 302,5 мм, 1986 – 331,1 мм.

За останні 60 років посушливими є кожні 3-4 роки на одне десятиліття. Сильні посухи на Криворіжжі бувають 1 раз на 5-10 років, коли за вегетаційний період випадає критично мала кількість атмосферних опадів – 100-150 мм. Іноді по кільку місяців дощів влітку немає зовсім. Так, влітку 1992 року жорстока посуха тривала з початку липня по кінець вересня. Однак, з кінця 70-х рр. ХХ ст. триває повільне зростання зволоженості, що можна пояснити глобальним потеплінням клімату на Землі, ростом випарування, таненням льодовиків і збільшенням площі водоймищ (згідно зі сценарієм еволюціїї клімату А.О.Величка, 1992).

Середні показники випарування для Кривбасу становлять з півночі на південь, відповідно – 350 мм і 300 мм на рік. Пересічні значення випаровуваності коливаються близько 800 мм/рік, змінюючись з півночі на південь у невеликих інтервалах – 790-815 мм/рік. В окремі сухі роки випаровуваність зростає до 900 мм/рік, а у вологі знижується до 550 мм/рік. Коефіціент зволоження за М.М.Івановим, складає 0,53, що характеризує Криворіжжя, як територію з недостатнім і нестійким зволоженням.

За даними Л.М.Булави (1990), на протязі всіх літніх місяців баланс зволоження відрізняється дефіцитом, і це не дивлячись на те, що 60-70% річних опадів випадає за вегетаційний період. Це пояснюється високими літніми температурами повітря і значним переважанням випаровуваності (майже вдвічі) над сумою атмосферних опадів. Дефіцит зволоження у червні становить -76 мм, липні – -141 мм, серпні – -142 мм. Сумарний річний дефіцит зволоження дорівнює 350-420 мм. 95% випадаючих атмосферних опадів витрачається на випарування, 2-2,5% – на підземний і 3-5% – на поверхневий стік. У холодний період року на випарування йде лише 2-12% опадів. Тому, хоча сніг і складає близько 20% від річної суми атмосферних опадів, його танення при відносно низькій випаровуванності рано навесні і взимку під час відлиг, та неможливості підземного стоку внаслідок мерзлого стану грунтів, обумовлює переважне або майже виключне снігове живлення рік регіону.

Дощові опади в теплий період року випадають переважно у вигляді злив. Середня кількість днів зі зливами за вегетаційний відрізок – 29. Інтенсивність опадів прямо пропорційно їх тривалості. Максимальна кількість опадів, яка випадала за одну добу для м. Кривого Рогу зареєстровано в 95 мм. Зливові дощі пов’язані з потужними купчасто-дощовими хмарами, проходження яких супроводжується грозами та градом. Найчастіше грози трапляються в період з травня по серпень (5-9 днів на місяць). В середньому за рік на території Кривбасу спостерігається 27-29 днів із грозою, максимальні показники дорівнюють – 84 днів. Дуже рідко, але грози бувають і взимку. Упродовж теплого періоду року град спостерігається в середньому 2 дні, максимум – 5.

Сніговий покрив і зимові метеоявища. Криворіжжя відноситься до крайньої південної частини зони держави, де на протязі зими встановлюється стійкий сніговий покрив. Середня багаторічна декадна висота снігового покриву становить 15 см на півночі регіону і 10 см на півдні. Середня тривалість періода зі сніговим покривом складає 75 днів (північ) і 60 днів (південь).

В середньому за зиму 12-16 днів з хуртовиною, яка іноді трапляється наприкінці кліматичної осені та початку весни. Масимальна кількість днів з хуртовиною за холодний період року – 27 днів. Упродовж зими частним явищем є ожеледь, яка фіксується, в середньому, 15 днів. 26 днів за зиму бувають з температурою атмосферного повітря нижче -10°С. 52% зим є безсніжними та малосніжними, якщо панують сухі східні та північно-східні вітри і стоїть антициклональна морозна погода. У безсніжні зими відбувається глибоке промерзання грунтів (до 1,5 м), при середній глибині промерзання від 15 до 80 см.

Мікрокліматичні особливості. На виникнення мікроклімату, в першу чергу впливають умови, які надає підстилаюча поверхня – рельєф, рослинність, поверхневі води і ландшафти в цілому. В долинах рік і днищах балок зима більш прохолодна, так як у западини стікає і там затримується холодне повітря, фіксуються інверсії температури (її зростання з висотою). В западинах швидкість і сила вітру знижуються, більш затишно. Подібним чином діє і рослинність, особливо лісова та чагарникова.

У лісових масивах мікроклімат прохолодніший, внаслідок скорочення сонячної радіації, яка відбивається кронами дерев і розсіюється. Також більша відносна вологість повітря, в результаті транспірації води рослинами. На узбережжі рік і озер мікроклімат формується під впливом водних мас, які влітку охолоджують атмосферне повітря, а в холодний період року викликають потепління повітря.