Quelle est la température moyenne de l’air à long terme. L'information hydrométéorologique, notre climat et son avenir

Les observations de la température de l'air pour la période 1975-2007 ont montré qu'en Biélorussie, en raison de son petit territoire, il y a principalement des fluctuations de température synchrones pendant tous les mois de l'année. La synchronicité est particulièrement prononcée par temps froid.

Les valeurs moyennes de température à long terme obtenues au cours des 30 dernières années ne sont pas suffisamment stables. Cela est dû à la grande variabilité des valeurs moyennes. En Biélorussie, l'écart type tout au long de l'année varie de 1,3 C en été à 4,1 C en hiver (tableau 3), ce qui, avec une distribution normale de l'élément, permet d'obtenir des valeurs moyennes à long terme sur 30 ans avec une erreur dans les mois individuels allant jusqu'à 0,7 C.

L'écart type de la température annuelle de l'air au cours des 30 dernières années ne dépasse pas 1,1 °C (tableau 3) et augmente lentement vers le nord-est avec la croissance du climat continental.

Tableau 3 - Écart type de la température moyenne mensuelle et annuelle de l'air

L'écart type maximum se produit en janvier et février (dans la plupart des régions de la république en février, il est de ±3,9 °C). Et les valeurs minimales se produisent pendant les mois d'été, principalement en juillet (= ±1,4C), ce qui est associé à une variabilité temporelle minimale de la température de l'air.

La plupart chaleur pour l'ensemble de l'année, elle a été constatée dans la majeure partie du territoire de la république en 1989, caractérisée par des températures inhabituellement élevées pendant la période froide. Et ce n'est que dans les régions de l'ouest et du nord-ouest de la république, de Lyntup à Volkovysk, qu'en 1989 les températures les plus élevées enregistrées ici en 1975 n'ont pas été dépassées (une anomalie positive a été notée à toutes les saisons de l'année). L'écart était donc de 2,5.

De 1988 à 2007, la moyenne température annuelleétait au-dessus de la normale (sauf en 1996). Cette dernière fluctuation positive de température a été la plus puissante de toute l’histoire des observations instrumentales. La probabilité que deux séries de 7 ans d’anomalies de température au-dessus de zéro soient dues au hasard est inférieure à 5 %. Parmi les 7 plus grandes anomalies de température positives (?t >1,5°C), 5 se sont produites au cours des 14 dernières années.

Température annuelle moyenne de l'air pour la période 1975-2007. avait un caractère croissant, associé au réchauffement moderne, qui a commencé en 1988. Considérons la variation à long terme de la température annuelle de l'air par région.

À Brest, la température annuelle moyenne de l'air est de 8,0 °C (tableau 1). La période chaude commence en 1988 (Figure 8). La température annuelle la plus élevée a été observée en 1989 et était de 9,5°C, la plus froide a été observée en 1980 et était de 6,1°C. Années chaudes : 1975, 1983, 1989, 1995, 2000. Les années froides comprennent 1976, 1980, 1986, 1988, 1996, 2002 (Figure 8).

À Gomel, la température annuelle moyenne est de 7,2 °C (tableau 1). La variation à long terme de la température annuelle est similaire à celle de Brest. La période chaude commence en 1989. La température annuelle la plus élevée a été enregistrée en 2007 et s'élevait à 9,4°C. Le plus bas remonte à 1987 et s'élevait à 4,8°C. Années chaudes : 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Années froides - 1977, 1979, 1985, 1987, 1994 (Figure 9).

À Grodno, la température annuelle moyenne est de 6,9 °C (tableau 1). La variation à long terme des températures annuelles s’accentue. La période chaude commence en 1988. La température annuelle la plus élevée a eu lieu en 2000 et était de 8,4°C. Le plus froid est celui de 1987, 4,7°C. Années chaudes : 1975, 1984, 1990, 2000. Années froides - 1976, 1979, 1980, 1987, 1996. (Figure 10).

À Vitebsk, la température annuelle moyenne pour cette période est de 5,8°C. Les températures annuelles augmentent. La température annuelle la plus élevée a eu lieu en 1989 et était de 7,7°C. Le plus bas a eu lieu en 1987 et était de 3,5°C (Figure 11).

À Minsk, la température annuelle moyenne est de 6,4 °C (tableau 1). La température annuelle la plus élevée a eu lieu en 2007 et était de 8,0°C. Le plus bas était en 1987 et était de 4,2°C. Années chaudes : 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Années froides - 1976, 1980, 1987, 1994, 1997, 2003 (Figure 12).

À Mogilev, la température annuelle moyenne pour la période 1975-2007. est de 5,8°C, comme à Vitebsk (tableau 1). La température annuelle la plus élevée a eu lieu en 1989 et était de 7,5°C. Le plus bas était en 1987 – 3,3°C. Années chaudes : 1975, 1983, 1989, 1995, 2001, 2007. Années froides - 1977, 1981, 1986, 1988, 1994, 1997 (Figure 13).

La variation à long terme de la température de l'air en janvier se caractérise par un écart type de ± 3,8 °C (tableau 3). Les températures mensuelles moyennes sont les plus variables en janvier. La température mensuelle moyenne en janvier dans les années les plus chaudes et les plus froides différait de 16 à 18 °C.

Si les valeurs moyennes à long terme des températures de janvier sont inférieures de 2,5 à 3,0 C à celles de décembre, alors les différences dans les années les plus froides sont très significatives. Ainsi, la température moyenne des mois de janvier froids avec une probabilité de 5 % est inférieure de 5 à 6 °C à la température des mois de décembre froids de la même probabilité et est de -12... -16 °C ou moins. Au cours du mois de janvier 1987 le plus froid, lorsque de fréquentes intrusions de masses d'air en provenance du bassin atlantique ont été observées, la température moyenne de l'air pour le mois était de -15... -18C. Dans les années les plus chaudes, la température de janvier n’est que légèrement inférieure, de 1 à 2 °C, à celle de décembre. Des mois de janvier inhabituellement chauds ont été observés en Biélorussie plusieurs années de suite, à partir de 1989. En 1989 Sur tout le territoire de la Biélorussie, à l'exception de l'extrême ouest, la température mensuelle moyenne en janvier était la plus élevée de toute la période d'observations instrumentales : de 1°C à l'est à +2°C à l'extrême ouest, soit 6-8°C. au-dessus des valeurs moyennes à long terme. La situation en janvier 1990 n'a été que de 1 à 2 °C pire que la précédente.

L'anomalie positive de janvier des années suivantes était un peu plus faible et s'élevait néanmoins à 3-6C. Cette période est caractérisée par la prédominance du type de circulation zonal. Tout au long de l'hiver et surtout pendant sa seconde moitié, le territoire de la Biélorussie est presque continuellement sous l'influence de l'air chaud et humide de l'Atlantique. La situation synoptique prévaut lorsque les cyclones traversent la Scandinavie avec un mouvement ultérieur vers l'est et qu'après eux se développent des contreforts chauds de l'anticyclone des Açores.

Durant cette période, le mois le plus froid dans la majeure partie de la Biélorussie est février et non janvier (tableau 4). Ceci s'applique aux régions de l'est et du nord-est (Gomel, Moguilev, Vitebsk, etc.) (tableau 4). Mais, par exemple, à Brest, Grodno et Vileika, situées à l'ouest et au sud-ouest, le mois le plus froid pour cette période était janvier (dans 40 % des années) (tableau 3). En moyenne dans toute la république, 39% des années, février est le mois le plus froid de l'année. Dans 32 % des années, le mois le plus froid est janvier, dans 23 % des années, décembre et dans 4 % des années, novembre (tableau 4).

Tableau 4 - Fréquence des mois les plus froids pour la période 1975-2007.

La variabilité temporelle de la température en été est minime. L'écart type est de ± 1,4 °C (tableau 3). Ce n'est que dans 5 % des années que la température du mois d'été peut descendre à 13,0 °C ou moins. Et tout aussi rarement, seulement 5 % des années en juillet, la température dépasse 20,0 °C. En juin et août, cela n'est typique que pour les régions du sud de la république.

Au cours des mois d'été les plus froids, la température de l'air en juillet 1979 était de 14,0 à 15,5 °C (anomalie supérieure à 3,0 °C) et en août 1987, de 13,5 à 15,5 °C (anomalie de 2,0 à 2,5 °C). Plus les intrusions cycloniques sont rares, plus il fait chaud en été. Au cours des années les plus chaudes, les anomalies positives ont atteint 3-4°C et sur tout le territoire de la république, la température est restée dans la plage de 19,0-20,0°C et plus.

Dans 62% des années, le mois le plus chaud de l'année en Biélorussie est juillet. Cependant, dans 13 % des années, ce mois est juin, dans 27 % des années, août et dans 3 % des années, mai (tableau 5). En moyenne, tous les 10 ans, juin est plus froid que mai, et dans l'ouest de la république en 1993, juillet était plus froid que septembre. Au cours de la période de 100 ans d’observations de la température de l’air, ni mai ni septembre n’ont été les mois les plus chauds de l’année. Cependant, l'exception a été l'été 1993, lorsque pour les régions occidentales de la république (Brest, Volkovysk, Lida), le mois de mai s'est avéré le plus chaud. La grande majorité des mois de l’année, à l’exception de décembre, mai et septembre, connaissent une augmentation des températures depuis le milieu des années 1960. Cela s'est avéré le plus important en janvier-avril. Une augmentation des températures en été n'a été enregistrée que dans les années 1980, soit près de vingt ans plus tard qu'en janvier-avril. Cette situation s'est avérée la plus prononcée en juillet de la dernière décennie (1990-2000).

Tableau 5 - Fréquence des mois les plus chauds pour la période 1975-2007.

La dernière fluctuation positive de température (1997-2002) en juillet est comparable en amplitude à la fluctuation positive de température du même mois en 1936-1939. Des températures estivales un peu plus courtes mais d'ampleur similaire ont été observées à la fin du 19e siècle (surtout en juillet).

Il y a eu une légère baisse des températures en automne entre les années 1960 et le milieu des années 1990. Ces dernières années, on a constaté une légère augmentation des températures en octobre, novembre et en automne en général. En septembre, aucun changement notable de température n'a été enregistré.

Ainsi, la caractéristique générale des changements de température est la présence de deux réchauffements les plus importants au cours du siècle dernier. Le premier réchauffement, connu sous le nom de réchauffement de l'Arctique, a été observé principalement pendant la saison chaude de 1910 à 1939. Il a été suivi par une forte anomalie de température négative entre janvier et mars 1940 et 1942. Ces années ont été les plus froides de tout le continent. historique des observations instrumentales. L'anomalie de température annuelle moyenne au cours de ces années était d'environ -3,0°C, et en janvier et mars 1942, l'anomalie de température mensuelle moyenne était d'environ -10°C et -8°C, respectivement. Le réchauffement actuel est plus prononcé pendant la plupart des mois de la saison froide, il s'est avéré plus puissant que le précédent ; Certains mois de la période froide de l’année, la température a augmenté de plusieurs degrés en 30 ans. Le réchauffement a été particulièrement puissant en janvier (environ 6°C). Au cours des 14 dernières années (1988-2001), un seul hiver a été froid (1996). D’autres détails sur le changement climatique en Biélorussie au cours des dernières années sont les suivants.

La caractéristique la plus importante du changement climatique en Biélorussie est le changement de l'amplitude thermique annuelle (mois I à IV) entre 1999 et 2001.

Le réchauffement moderne a commencé en 1988 et s'est caractérisé par des phénomènes très hiver chaud en 1989, lorsque les températures en janvier et février étaient de 7,0 à 7,5°C au-dessus de la normale. La température annuelle moyenne en 1989 était la plus élevée de toute l'histoire des observations instrumentales. L'anomalie positive de la température moyenne annuelle était de 2,2°C. En moyenne, entre 1988 et 2002, la température était de 1,1°C au-dessus de la normale. Le réchauffement a été plus prononcé dans le nord de la république, ce qui est cohérent avec la principale conclusion de la modélisation numérique de la température, indiquant une augmentation plus importante de la température aux hautes latitudes.

Dans le changement de température en Biélorussie au cours des dernières années, il y a eu une tendance à l'augmentation de la température non seulement pendant les périodes froides, mais aussi en été, en particulier dans la seconde moitié de l'été. Les années 1999, 2000 et 2002 ont été très chaudes. Si l'on tient compte du fait que l'écart type de température en hiver est près de 2,5 fois plus élevé qu'en été, alors les anomalies de température normalisées aux écarts types en juillet et août sont proches en valeur de celles de l'hiver. Pendant les saisons de transition de l'année, il y a plusieurs mois (mai, octobre, novembre) où une légère baisse de température est observée (environ 0,5°C). La caractéristique la plus frappante du changement de température se produit en janvier et, par conséquent, le déplacement du cœur de l'hiver vers décembre et parfois jusqu'à la fin novembre. En hiver (2002/2003), la température de décembre était nettement inférieure à la normale, c'est-à-dire La caractéristique indiquée des changements de température pendant les mois d'hiver a été préservée.

Des anomalies positives en mars et avril ont entraîné une fonte précoce du manteau neigeux et une transition des températures vers 0 en moyenne deux semaines plus tôt. Certaines années, le passage de la température jusqu'à 0 au cours des années les plus chaudes (1989, 1990, 2002) a été observé dès janvier.

Tome 147, livre. 3

Sciences naturelles

CDU 551.584.5

CHANGEMENTS À LONG TERME DE LA TEMPÉRATURE DE L'AIR ET DES PRÉCIPITATIONS À KAZAN

M.A. Vereshchagin, Yu.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogol

annotation

L'article analyse les changements à long terme de la température de l'air et précipitations atmosphériquesà Kazan et leurs manifestations dans les changements d'autres indicateurs climatiques qui ont une signification pratique et ont conduit à certains changements dans le système écologique urbain.

L’intérêt pour l’étude du climat urbain reste toujours élevé. Une grande attention accordée au problème du climat urbain est déterminée par un certain nombre de circonstances. Parmi eux, il faut tout d’abord souligner les changements de plus en plus évidents et significatifs du climat des villes, en fonction de leur croissance. De nombreuses études indiquent une relation étroite conditions climatiques la ville à partir de son agencement, de la densité et du nombre d'étages d'urbanisation, des conditions de localisation des zones industrielles, etc.

Le climat de Kazan dans sa manifestation quasi stable (« moyenne ») a fait plus d'une fois l'objet d'une analyse détaillée par le personnel de recherche du Département de météorologie, climatologie et écologie atmosphérique de l'Université de Kazan. Université d'État. Dans le même temps, ces études détaillées n’ont pas abordé les questions de changements à long terme (intra-siècle) du climat de la ville. Ce travail, étant un développement de recherches antérieures, comble en partie cette lacune. L'analyse est basée sur les résultats d'observations continues à long terme menées à l'observatoire météorologique de l'Université de Kazan (ci-après abrégée en Université de Kazan).

La station de l'Université de Kazan est située au centre-ville (dans la cour du bâtiment principal de l'université), au milieu d'un développement urbain dense, ce qui valorise particulièrement les résultats de ses observations, qui permettent d'étudier l'impact de l'urbanisation. environnement sur les changements à long terme du régime météorologique au sein de la ville.

Aux XIXe et XXe siècles, les conditions climatiques de Kazan ont continuellement changé. Ces changements doivent être considérés comme le résultat d’impacts très complexes et non stationnaires sur le système climatique urbain de nombreux facteurs de nature physique différente et de processus variés.

l'échelle spatiale de leur manifestation : mondiale, régionale. Parmi ces derniers, on peut distinguer un groupe de facteurs purement urbains. Il comprend tous ces nombreux changements dans l'environnement urbain qui entraînent des changements adéquats dans les conditions de formation de son bilan radiatif et thermique, de son bilan hydrique et de ses propriétés aérodynamiques. Ceux-ci sont changements historiques superficie du territoire urbain, densité et nombre d'étages de développement urbain, production industrielle, systèmes énergétiques et de transport de la ville, propriétés des matériaux de construction utilisés et des revêtements routiers et bien d'autres.

Nous essaierons de retracer l'évolution des conditions climatiques de la ville aux XIXe et XXe siècles, en nous limitant à analyser uniquement les deux indicateurs climatiques les plus importants, à savoir la température de l'air en surface et les précipitations, sur la base des résultats d'observations en station. Kazan, université.

Changements à long terme de la température de l'air en surface. Les observations météorologiques systématiques à l'Université de Kazan ont commencé en 1805, peu après son ouverture. En raison de diverses circonstances, des séries continues de valeurs annuelles de température de l'air n'ont été conservées que depuis 1828. Certaines d'entre elles sont présentées graphiquement sur la Fig. 1.

Dès le premier examen, le plus rapide, de la Fig. 1, on peut constater que dans le contexte de fluctuations interannuelles chaotiques et en dents de scie de la température de l'air (lignes droites brisées) au cours des 176 dernières années (1828-2003), bien qu'irrégulières, mais en même temps une tendance au réchauffement clairement exprimée (tendance ) a eu lieu à Kazan. Ceci est également bien étayé par les données du tableau. 1.

Températures moyennes de l'air à long terme () et extrêmes (max, t,) (°C) à la station. Kazan, université

Périodes de calcul de moyenne Températures de l’air extrêmes

^tt années ^tah années

Année 3,5 0,7 1862 6,8 1995

Janvier -12,9 -21,9 1848, 1850 -4,6 2001

juillet 19,9 15,7 1837 24,0 1931

Comme le montre le tableau. 1, des températures de l'air extrêmement basses à Kazan ont été enregistrées au plus tard dans les années 40-60. 19ème siècle. Après les rudes hivers de 1848, 1850. Les températures moyennes de l'air en janvier n'ont plus jamais atteint ou descendu en dessous de ¿tm = -21,9°C. Au contraire, les températures de l'air les plus élevées (max) à Kazan n'ont été observées qu'au 20e ou au tout début du 21e siècle. Comme vous pouvez le constater, l’année 1995 a été marquée par une température annuelle moyenne de l’air record.

Le tableau contient également beaucoup de choses intéressantes. 2. Il ressort de ses données que le réchauffement du climat de Kazan s'est manifesté tous les mois de l'année. Dans le même temps, il est clairement visible qu'il s'est développé le plus intensément en hiver.

15 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Riz. 1. Dynamique à long terme des températures moyennes annuelles (a), janvier (b) et juillet (c) de l’air (°C) à la station. Kazan, université : résultats d'observations (1), de lissage linéaire (2) et de lissage par filtre passe-bas de Potter (3) pour b > 30 ans

(Décembre - février). Les températures de l'air de la dernière décennie (1988-1997) de ces mois ont dépassé de plus de 4-5°C les valeurs moyennes similaires de la première décennie (1828-1837) de la période étudiée. Il est également clairement visible que le processus de réchauffement du climat de Kazan s'est développé de manière très inégale, souvent interrompu par des périodes de refroidissement relativement faible (voir les données correspondantes en février - avril, novembre).

Modifications des températures de l'air (°C) au cours de décennies non chevauchantes à la station. Kazan, université

par rapport à la décennie 1828-1837.

Décennies Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Année

1988-1997 5.25 4.22 2.93 3.39 3.16 3.36 2.15 1.27 2.23 2.02 0.22 4.83 2.92

1978-1987 4.78 2.16 1.54 1.79 3.19 1.40 1.85 1.43 1.95 1.06 0.63 5.18 2.25

1968-1977 1.42 1.19 1.68 3.27 2.74 1.88 2.05 1.91 2.25 0.87 1.50 4.81 2.13

1958-1967 4.16 1.95 0.76 1.75 3.39 1.92 2.65 1.79 1.70 1.25 0.30 4.70 2.19

1948-1957 3.02 -0.04 -0.42 1.34 3.29 1.72 1.31 2.11 2.79 1.41 0.65 4.61 1.98

1938-1947 1.66 0.94 0.50 0.72 1.08 1.25 1.98 2.49 2.70 0.00 0.15 2.85 1.36

1928-1937 3.96 -0.61 0.03 1.40 2.07 1.39 2.82 2.36 2.08 2.18 2.07 2.37 1.84

1918-1927 3.38 0.46 0.55 1.61 2.33 2.79 1.54 1.34 2.49 0.73 0.31 2.76 1.69

1908-1917 3.26 0.43 -0.50 1.11 1.00 1.71 1.80 1.02 1.83 -0.76 1.01 4.70 1.38

1898-1907 2.87 1.84 -0.54 0.99 2.70 1.68 2.18 1.55 0.72 0.47 -0.90 2.41 1.33

1888-1897 0.11 1.20 0.19 0.23 2.84 1.26 2.14 2.02 1.42 1.43 -2.36 0.90 0.95

1878-1887 1.47 1.57 -0.90 -0.48 2.46 0.94 1.74 0.88 1.08 0.12 0.19 4.65 1.14

1868-1877 1.45 -1.01 -0.80 0.00 0.67 1.47 1.67 1.96 0.88 0.86 0.86 1.99 0.83

1858-1867 2.53 -0.07 -0.92 0.53 1.25 1.25 2.40 0.85 1.59 0.36 -0.62 1.35 0.86

1848-1857 0.47 0.71 -0.92 0.05 2.43 1.02 1.86 1.68 1.20 0.39 0.25 2.86 1.00

1838-1847 2.90 0.85 -1.98 -0.97 1.55 1.65 2.45 1.86 1.81 0.49 -0.44 0.92 0.92

1828-1837 -15.54 -12.82 -5.93 3.06 10.69 16.02 17.94 16.02 9.70 3.22 -3.62 -13.33 2.12

Aux hivers anormalement chauds dernières années les habitants de Kazan de la génération plus âgée (dont l'âge est maintenant d'au moins 70 ans) ont cependant commencé à s'y habituer, gardant des souvenirs de des hivers rigoureux son enfance (années 1930-1940) et son apogée activité de travail(années 1960). Pour la jeune génération d'habitants de Kazan des hivers chauds ces dernières années ne sont apparemment plus perçues comme une anomalie, mais plutôt comme une « norme climatique ».

La tendance à long terme du réchauffement climatique à Kazan, qui est discutée ici, est mieux observée en étudiant l'évolution des composantes lissées (systématiques) des changements de température de l'air (Fig. 1), définies en climatologie comme la tendance de son comportement.

L'identification d'une tendance dans les séries climatiques est généralement obtenue en les lissant et (ainsi) en supprimant leurs fluctuations sur de courtes périodes. Par rapport aux séries à long terme (1828-2003) de température de l'air à la station. L'Université de Kazan a utilisé deux méthodes pour les lisser : linéaire et curviligne (Fig. 1).

Avec le lissage linéaire, toutes ses fluctuations cycliques de durées de période b inférieures ou égales à la longueur de la série analysée sont exclues de la dynamique à long terme de la température de l'air (dans notre cas, b > 176 ans). Le comportement de la tendance linéaire de la température de l'air est donné par l'équation de la droite

g (t) = à + (1)

où g(t) est la valeur lissée de la température de l'air au temps t (années), a est la pente (vitesse de tendance), r0 est un terme libre égal à la valeur lissée de la température au temps t = 0 (début de la période ).

Valeur positive le coefficient a indique un réchauffement climatique, et vice versa, si un< 0. Если параметры тренда а и (0 известны, то несложно оценить величину повышения (если а >0) température de l'air sur une période de temps t

Ar (t) = r (t) - r0 = suis, (2)

obtenu grâce à la composante linéaire de la tendance.

Les indicateurs qualitatifs importants d'une tendance linéaire sont son coefficient de détermination R2, qui montre quelle partie de la variance totale u2 (r) est reproduite par l'équation (1), et la fiabilité de la détection de tendance à partir des données d'archives. Vous trouverez ci-dessous (tableau 3) les résultats d'une analyse des tendances linéaires des séries de températures de l'air obtenues à la suite de mesures à long terme à la station. Kazan, université.

Analyse du tableau 3 conduit aux conclusions suivantes.

1. La présence d'une tendance linéaire au réchauffement (a> 0) dans les séries complètes (1828-2003) et dans leurs parties individuelles est confirmée avec une très grande fiabilité (> 92,3%).

2. Le réchauffement du climat de Kazan s’est manifesté à la fois dans la dynamique des températures de l’air en hiver et en été. Cependant, le réchauffement hivernal a été plusieurs fois plus rapide que le réchauffement estival. Le résultat du réchauffement à long terme (1828-2003) du climat de Kazan a été l'augmentation accumulée du mois de janvier moyen.

Résultats de l'analyse des tendances linéaires de la dynamique à long terme de la température de l'air (AT) à la station. Kazan, université

Composition des séries de paramètres moyens de tendance TV et ses indicateurs qualitatifs Augmentation de TV [A/ (t)] Sur l'intervalle de lissage t

a, °C / 10 ans "s, °C K2, % ^, %

t = 176 ans (1828-2003)

TV annuelle 0,139 2,4 37,3 > 99,9 2,44

Janvier TV 0,247 -15,0 10,0 > 99,9 4,37

Juillet TV 0,054 14,4 1,7 97,3 1,05

t = 63 ans (1941-2003)

TV annuelle 0,295 3,4 22,0 > 99,9 1,82

Janvier TV 0,696 -13,8 6,0 98,5 4,31

Juillet TV 0,301 19,1 5,7 98,1 1,88

t = 28 ans (1976-2003)

TV annuelle 0,494 4,0 9,1 96,4 1,33

Janvier TV 1,402 -12,3 4,4 92,3 3,78

Juillet TV 0,936 19,0 9,2 96,5 2,52

la température de l'air de près de A/(t = 176) = 4,4 °C, la température moyenne de juillet de 1 °C et la température annuelle moyenne de 2,4 °C (tableau 3).

3. Le réchauffement du climat de Kazan s’est développé de manière inégale (avec une accélération) : ses taux les plus élevés ont été observés au cours des trois dernières décennies.

Un inconvénient important de la procédure de lissage linéaire des séries de températures de l'air décrite ci-dessus est la suppression complète de toutes les caractéristiques de la structure interne du processus de réchauffement dans toute la plage de son application. Pour surmonter cet inconvénient, les séries de températures étudiées ont été simultanément lissées à l'aide d'un filtre Potter curviligne (passe-bas) (Fig. 1).

La transmission du filtre Potter a été ajustée de telle manière que seules les fluctuations cycliques de température dont la durée (b) n'atteignait pas 30 ans et était donc plus courte que la durée du cycle Brickner étaient presque complètement supprimées. Les résultats de l'utilisation d'un filtre Potter passe-bas (Fig. 1) permettent de vérifier une fois de plus que le réchauffement du climat de Kazan s'est historiquement développé de manière très inégale : de longues périodes (plusieurs décennies) d'augmentation rapide de la température de l'air (+) alterné avec des périodes de légère diminution (-). En conséquence, la tendance au réchauffement est restée prédominante.

Dans le tableau 4 montre les résultats d'une analyse de tendance linéaire des périodes de changements sans ambiguïté à long terme des températures annuelles moyennes de l'air (identifiées à l'aide du filtre Potter) à partir de la seconde moitié du 19ème siècle V. quant à l'art. Kazan, université, et pour les mêmes valeurs obtenues en les faisant la moyenne sur tout l'hémisphère Nord.

Données du tableau 4 montrent que le réchauffement climatique à Kazan s'est développé à un rythme plus élevé que (en moyenne) dans l'hémisphère Nord.

Chronologie des changements à long terme des températures annuelles moyennes de l'air à Kazan et dans l'hémisphère nord et résultats de leur analyse de tendance linéaire

Périodes de longues caractéristiques des tendances linéaires

non ambigu

évolution de la moyenne a, °C / 10 ans R2, % R, %

TV annuelle (années)

1. Dynamique de la télévision annuelle moyenne à la station. Kazan, université

1869-1896 (-) -0.045 0.2 17.2

1896-1925 (+) 0.458 19.2 98.9

1925-1941 (-) -0.039 0.03 5.5

1941-2003 (+) 0.295 22.0 99.9

2. Dynamique de la TV annuelle moyenne,

obtenu en faisant la moyenne sur l’hémisphère Nord

1878-1917 (-) -0.048 14.2 98.4

1917-1944 (+) 0.190 69.8 > 99.99

1944-1976 (-) -0.065 23.1 99.5

1976-2003 (+) 0.248 74.3 > 99.99

sharia. La chronologie et la durée des changements sans ambiguïté à long terme de la température de l'air étaient sensiblement différentes. La première période d'une longue élévation de la température de l'air à Kazan a commencé plus tôt (1896-1925), beaucoup plus tôt (depuis 1941) a commencé la vague moderne d'une longue élévation de la température annuelle moyenne de l'air, marquée par l'atteinte de son niveau le plus élevé (en l'ensemble de l'historique des observations) (6,8°C) en 1995 (tabKak). déjà noté plus haut, ce réchauffement est le résultat d'un effet très complexe sur le régime thermique de la ville grand nombre facteurs agissant variables d’origines différentes. À cet égard, il peut être intéressant d’évaluer la contribution au réchauffement global du climat de Kazan de sa « composante urbaine », déterminée par les caractéristiques historiques de la croissance de la ville et du développement de son économie.

Les résultats de l’étude montrent que dans l’augmentation de la température annuelle moyenne de l’air accumulée sur 176 ans (gare de Kazan, université), la « composante urbaine » représente l’essentiel (58,3 % ou 2,4 x 0,583 = 1,4°C). La totalité du réchauffement accumulé restant (environ 1 °C) est due à l’action de facteurs anthropiques naturels et globaux (émissions de composants gazeux thermodynamiquement actifs et d’aérosols dans l’atmosphère).

Un lecteur examinant les indicateurs du réchauffement climatique accumulé (1828-2003) dans la ville (tableau 3) peut se poser la question : quelle est leur ampleur et à quoi pourraient-ils être comparés ? Essayons de répondre à cette question à partir du tableau. 5.

Données du tableau 5 indiquent une augmentation bien connue de la température de l'air avec une diminution de la latitude géographique, et vice versa. On peut également constater que le taux d'augmentation de la température de l'air avec la diminution

Températures moyennes de l'air (°C) des cercles de latitude au niveau de la mer

Latitude (, juillet année

grêle latitude nord

les latitudes varient. Si en janvier c1 =D^ / D(= = [-7 - (-16)]/10 = 0,9 °C / degré de latitude, alors en juillet ils sont nettement inférieurs à -c2 ~ 0,4 °C / degré de latitude .

Si l'augmentation de la température moyenne de janvier réalisée sur 176 ans (tableau 3) est divisée par le taux de changement zonal moyen de latitude (c1), alors nous obtenons une estimation de l'ampleur du déplacement virtuel de la position de la ville vers le sud ( =D^(r = 176)/c1 =4,4/ 0,9 = 4,9 degrés de latitude,

pour atteindre à peu près la même augmentation de la température de l'air en janvier que celle survenue sur toute la période (1828-2003) de ses mesures.

La latitude géographique de Kazan est proche de (= 56 degrés N. En y soustrayant

la valeur de réchauffement climatique équivalente qui en résulte (= 4,9 deg.

latitude, nous trouverons une autre valeur de latitude ((= 51 degrés N, qui est proche de

latitude de la ville de Saratov), à laquelle il faudrait procéder à un transfert conditionnel de la ville si les États du monde système climatique et environnement urbain.

Le calcul des valeurs numériques (, caractérisant le niveau de réchauffement atteint dans la ville sur 176 ans en juillet et en moyenne sur l'année, conduit aux estimations (approximatives) suivantes : 2,5 et 4,0 degrés de latitude, respectivement.

Avec le réchauffement du climat de Kazan, des changements notables se sont produits dans un certain nombre d'autres indicateurs importants du régime thermique de la ville. Des taux de réchauffement plus élevés en hiver (janvier) (avec des taux plus faibles en été (tableaux 2, 3) ont provoqué une diminution progressive de l'amplitude annuelle de la température de l'air dans la ville (Fig. 2) et, par conséquent, ont provoqué un affaiblissement de la température de l'air. caractère continental du climat urbain .

La valeur moyenne à long terme (1828-2003) de l'amplitude annuelle de la température de l'air à la station. Kazan, université, est à 32,8°C (tableau 1). Comme on peut le voir sur la Fig. 2, en raison de la composante linéaire de la tendance, l’amplitude annuelle de la température de l’air sur 176 ans a diminué de près de 2,4°C. Quelle est l’ampleur de cette estimation et avec quoi peut-elle être corrélée ?

Sur la base des données cartographiques disponibles sur la répartition des amplitudes annuelles de température de l'air sur le territoire européen de la Russie le long du cercle latitudinal (= 56 degrés de latitude), l'adoucissement accumulé du climat continental pourrait être obtenu en déplaçant virtuellement la position de la ville vers l'ouest de environ 7 à 9 degrés de longitude ou près de 440 à 560 km dans la même direction, soit un peu plus de la moitié de la distance entre Kazan et Moscou.

ooooooooooooooooooooooool^s^s^slsls^sls^s^o

Riz. 2. Dynamique à long terme de l'amplitude annuelle de la température de l'air (°C) à la station. Kazan, Université : résultats d'observations (1), de lissage linéaire (2) et de lissage par filtre de Potter passe-bas (3) pour b > 30 ans

Riz. 3. Durée de la période sans gel (jours) à la station. Kazan, université : valeurs réelles (1) et leur lissage linéaire (2)

Un autre indicateur non moins important du régime thermique d’une ville, dont le comportement reflète également le réchauffement climatique observé, est la durée de la période sans gel. En climatologie, la période sans gel est définie comme la période de temps comprise entre la date

Riz. 4. Durée de la période de chauffage (jours) à la station. Kazan, université : valeurs réelles (1) et leur lissage linéaire (2)

le dernier gel (gel) du printemps et la première date du gel d'automne (gel). La durée moyenne à long terme de la période sans gel à la station. Kazan, l'université dure 153 jours.

Comme Fig. 3, dans la dynamique à long terme de la durée de la période sans gel en station. Kazan, Université, il existe une tendance à long terme bien définie de son augmentation progressive. Au cours des 54 dernières années (1950-2003), en raison de la composante linéaire, il a déjà augmenté de 8,5 jours.

Il ne fait aucun doute que l’augmentation de la durée de la période sans gel a eu un effet bénéfique sur l’augmentation de la durée de la saison de croissance de la communauté végétale urbaine. En raison du manque de données à long terme sur la durée de la saison de croissance dans la ville dont nous disposons, nous ne sommes malheureusement pas en mesure de donner ici au moins un exemple pour étayer cette situation évidente.

Avec le réchauffement du climat de Kazan et l'augmentation ultérieure de la durée de la période sans gel, il y a eu une diminution naturelle de la durée de la saison de chauffage dans la ville (Fig. 4). Caractéristiques climatiques Les périodes de chauffage sont largement utilisées dans les secteurs de l'habitation, des collectivités et de l'industrie pour élaborer des normes en matière de réserves et de consommation de combustible. En climatologie appliquée, la durée de la saison de chauffage est considérée comme la partie de l'année pendant laquelle la température quotidienne moyenne de l'air est maintenue de manière stable en dessous de +8°C. Pendant cette période, afin de maintenir une température normale de l'air à l'intérieur des locaux résidentiels et industriels, il est nécessaire de les chauffer.

La durée moyenne de la période de chauffage au début du XXe siècle était (d'après les résultats des observations à la gare de Kazan, université) de 208 jours.

1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

>50 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Y1 "aa = 0,0391 x - 5,6748 R2 = 0,17

Riz. 5. Température moyenne de la période de chauffage (°C) à la station. Kazan, université : valeurs réelles (1) et leur lissage linéaire (2)

En raison du réchauffement du climat de la ville, ce n’est qu’au cours des 54 dernières années (1950-2003) qu’il a diminué de 6 jours (Fig. 4).

Un indicateur supplémentaire important de la période de chauffage est la température moyenne de l'air. De la fig. La figure 5 montre que parallèlement à la réduction de la durée de la saison de chauffage au cours des 54 dernières années (1950-2003), celle-ci a augmenté de 2,1°C.

Ainsi, le réchauffement climatique de Kazan a non seulement entraîné des changements correspondants dans la situation environnementale de la ville, mais a également créé certaines conditions préalables positives pour réduire les coûts énergétiques dans les secteurs de la production et, en particulier, du logement et des services publics de la ville.

Précipitation. La capacité d'analyser les changements à long terme du régime des précipitations atmosphériques (ci-après abrégées en précipitations) dans la ville est très limitée, ce qui s'explique par un certain nombre de raisons.

Le site où se trouvent les appareils de mesure des précipitations de l'observatoire météorologique de l'Université de Kazan a toujours été situé dans la cour de son bâtiment principal et est donc fermé (à des degrés divers) de toutes les directions par des bâtiments à plusieurs étages. Jusqu'à l'automne 2004, de nombreuses plantes poussaient à l'intérieur dudit terrain. grands arbres. Ces circonstances ont inévitablement entraîné des distorsions importantes du régime des vents dans l'espace interne dudit chantier, ainsi que des conditions de mesure des précipitations.

L'emplacement du site météorologique à l'intérieur de la cour a changé à plusieurs reprises, ce qui s'est également reflété dans la violation de l'homogénéité des séries de précipitations selon l'art. Kazan, université. Ainsi, par exemple, O.A. Drozdov a découvert une surestimation des quantités de précipitations hivernales à la station spécifiée

Bas période XI - III (bas)

en chassant la neige des toits des bâtiments voisins les années où le site météorologique était situé le plus près d'eux.

Un impact très négatif sur la qualité des séries de précipitations à long terme selon l'art. Kazan, l'université a également été soutenue par le remplacement général (1961) des pluviomètres par des pluviomètres, qui n'étaient pas prévus méthodologiquement.

Compte tenu de ce qui précède, nous sommes contraints de nous limiter à considérer uniquement des séries de précipitations raccourcies (1961-2003), alors que les instruments utilisés pour leurs mesures (pluviomètre) et la position du site météorologique à l'intérieur de la cour universitaire sont restés inchangés.

L'indicateur le plus important du régime des précipitations est leur quantité, déterminée par la hauteur de la couche d'eau (mm) qui pourrait se former sur une surface horizontale à partir de chutes de liquides (pluie, bruine, etc.) et solides (neige, granules de neige, grêle). , etc. - après leur fonte ) précipitations en l'absence de ruissellement, d'infiltration et d'évaporation. La quantité de précipitations est généralement attribuée à un certain intervalle de temps de leur collecte (jour, mois, saison, année).

De la fig. 6, il s'ensuit que dans les conditions de l'art. Kazan, les quantités de précipitations annuelles universitaires sont formées avec une contribution décisive des précipitations de la période chaude (avril-octobre). Selon les résultats des mesures effectuées en 1961-2003, il tombe en moyenne 364,8 mm pendant la saison chaude, et moins (228,6 mm) pendant la saison froide (novembre - mars).

Pour la dynamique à long terme des précipitations annuelles en station. Kazan, Université, les traits les plus caractéristiques sont deux traits inhérents : une grande variabilité temporelle du régime hydrique et l'absence presque totale d'une composante linéaire de la tendance (Fig. 6).

La composante systématique (tendance) de la dynamique à long terme des quantités de précipitations annuelles n'est représentée que par des fluctuations cycliques à basse fréquence de différentes durées (de 8 à 10 à 13 ans) et d'amplitude, comme il ressort du comportement des mouvements quinquennaux en mouvement. moyennes (Fig. 6).

Depuis la seconde moitié des années 1980. le comportement de la composante systématique indiquée de la dynamique des quantités de précipitations annuelles était dominé par une cyclicité de 8 ans. Après un minimum important de précipitations annuelles, qui s'est manifesté dans le comportement de la composante systématique en 1993, elles ont augmenté rapidement jusqu'en 1998, après quoi une tendance inverse est apparue. Si la cyclicité indiquée (8 ans) se poursuit, alors, à partir (environ) de 2001, nous pouvons supposer une augmentation ultérieure des quantités de précipitations annuelles (ordonnées des moyennes mobiles sur 5 ans).

La présence d'une composante linéaire faiblement exprimée de la tendance dans la dynamique à long terme des précipitations ne se révèle que dans le comportement de leurs totaux semestriels (Fig. 6). Au cours de la période historique considérée (1961-2003), les précipitations pendant la période chaude de l'année (avril à octobre) ont eu tendance à légèrement augmenter. Une tendance inverse a été observée dans le comportement des précipitations pendant la période froide de l’année.

En raison de la composante linéaire de la tendance, la quantité de précipitations pendant la saison chaude au cours des 43 dernières années a augmenté de 25 mm et la quantité de précipitations pendant la saison froide a diminué de 13 mm.

Ici, la question peut se poser : existe-t-il une « composante urbaine » dans les composantes systématiques indiquées des changements du régime des précipitations et quel est son rapport avec la composante naturelle ? Malheureusement, les auteurs n’ont pas encore de réponse à cette question qui sera abordée ci-dessous.

Les facteurs urbains de changements à long terme du régime des précipitations comprennent tous les changements dans l'environnement urbain qui entraînent des changements adéquats dans la couverture nuageuse, les processus de condensation et les précipitations sur la ville et ses environs immédiats. Les plus importantes d’entre elles sont bien entendu les fluctuations à long terme des profils verticaux.

0.25 -0.23 -0.21 -0.19 -0.17 -0.15 0.13 0.11 0.09 0.07 0.05

Riz. Fig. 7. Dynamique à long terme des amplitudes relatives des précipitations annuelles Ах (fractions d'unité) à la station. Kazan, université : valeurs réelles (1) et leur lissage linéaire (2)

lei température et humidité dans la couche limite de l'atmosphère, la rugosité de la surface sous-jacente urbaine et la pollution du bassin atmosphérique de la ville par des substances hygroscopiques (noyaux de condensation). L'influence des grandes villes sur les modifications des régimes de précipitations est analysée en détail dans un certain nombre d'ouvrages.

Une évaluation de la contribution de la composante urbaine aux changements à long terme du régime des précipitations à Kazan est tout à fait réaliste. Cependant, pour cela, en plus des données sur les précipitations à la station. Kazan, université, il est nécessaire d'attirer des résultats similaires (synchrones) de leurs mesures dans un réseau de stations situées à proximité immédiate (jusqu'à 20-50 km) de la ville. Malheureusement, nous n'avions pas encore cette information.

L'ampleur de l'amplitude annuelle relative des précipitations

Hache = (I^ - D^)/I-100% (3)

est considéré comme l’un des indicateurs de la continentalité climatique. Dans la formule (3), Yamax et Yat1P sont les quantités de précipitations mensuelles intra-annuelles les plus importantes et les plus petites (respectivement), R étant la quantité de précipitations annuelles.

La dynamique à long terme des amplitudes des précipitations annuelles Ax est représentée sur la Fig. 7.

Valeur moyenne à long terme (Ax) pour st. Kazan, université (1961-2003) est d'environ 15 %, ce qui correspond aux conditions d'un climat semi-continental. Dans la dynamique à long terme des amplitudes des précipitations Ax, il existe une tendance à la baisse faiblement exprimée mais stable, indiquant que l'affaiblissement du climat continental de Kazan se manifeste le plus clairement.

qui s'est manifestée par une diminution des amplitudes annuelles de la température de l'air (Fig. 2), s'est également reflétée dans la dynamique du régime des précipitations.

1. Les conditions climatiques de Kazan aux XIXe et XXe siècles ont subi des changements importants, résultat d'influences très complexes et non stationnaires sur le climat local de nombreux divers facteurs, parmi lesquels un rôle important appartient à l'influence d'un complexe de facteurs urbains.

2. Les changements dans les conditions climatiques de la ville se sont manifestés le plus clairement par le réchauffement du climat de Kazan et l’adoucissement de sa continentalité. Le résultat du réchauffement climatique à Kazan au cours des 176 dernières années (1828-2003) a été une augmentation de la température annuelle moyenne de l'air de 2,4°C, tandis que la plupart de Ce réchauffement (58,3% ou 1,4°C) était associé à la croissance de la ville, au développement de sa production industrielle, de ses systèmes énergétiques et de transport, aux changements dans les technologies de construction, aux propriétés des matériaux de construction utilisés et à d'autres facteurs anthropiques.

3. Le réchauffement du climat de Kazan et un certain adoucissement de ses caractéristiques continentales ont entraîné des changements adéquats dans la situation environnementale de la ville. Dans le même temps, la durée de la période sans gel (saison de croissance) a augmenté, la durée de la période de chauffage a diminué, tandis que la température moyenne a augmenté. Ainsi, les conditions préalables sont apparues pour une consommation plus économique des carburants consommés dans les secteurs résidentiel, communal et industriel, et pour réduire le niveau d'émissions nocives dans l'atmosphère.

Les travaux ont été réalisés avec le soutien financier du programme scientifique « Universités russes - Recherche fondamentale », direction « Géographie ».

M.A. Vereshagin, Y.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogol. Changements à long terme de la température de l'air et des précipitations atmosphériques à Kazan.

On analyse les changements à long terme de la température de l'air et des précipitations atmosphériques à Kazan et leurs manifestations dans les changements d'autres paramètres du climat, ayant appliqué la signification et ayant entraîné certains changements du système écologique de la ville.

Littérature

1. Adamenko V.N. Climat des grandes villes (revue). - Obninsk : VNIIGMI-MTsD, 1975. - 70 p.

2. Berlyand M.E., Kondratyev K.Ya. Villes et climat de la planète. - L. : Gidrometeoizdat, 1972. - 39 p.

3. Vereshchagin M.A. Sur les différences mésoclimatiques sur le territoire de Kazan // Questions de mésoclimat, de circulation et de pollution atmosphérique. Interuniversitaire. Assis. scientifique tr. -Perm, 1988. - S. 94-99.

4. Drozdov O.A. Fluctuations des précipitations dans le bassin fluvial Volga et changements du niveau de la mer Caspienne // 150 ans de l'observatoire météorologique de l'Ordre du travail de Kazan

de la première université d'État de la bannière rouge qui porte le nom. DANS ET. Oulianov-Lénine. Dokl. scientifique conf. - Kazan : Maison d'édition de Kazan. Université, 1963. - P. 95-100.

5. Climat de la ville de Kazan / Éd. N.V. Kolobova. - Kazan : Maison d'édition de Kazan. Université, 1976. - 210 p.

6. Climat de Kazan / Éd. N.V. Kolobova, Ts.A. Douche, E.P. Naumova. - L. : Hydro-meteoizdat, 1990. - 137 p.

7. Kolobov N.V., Vereshchagin M.A., Perevedentsev Yu.P., Shantalinsky K.M. Évaluation de l'impact de la croissance de Kazan sur les changements du régime thermique au sein de la ville // Tr. Za-pSibNII. - 1983. - Numéro. 57. - pp. 37-41.

8. Kondratyev K.Ya., Matveev L.T. Principaux facteurs de formation d'îlots de chaleur dans une grande ville // Dokl. RAS. - 1999. - T. 367, n° 2. - P. 253-256.

9. Kratzer P. Climat de la ville. - M. : Maison d'édition étrangère. lit., 1958. - 239 p.

10. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Shantalinsky K.M. Sur les fluctuations à long terme de la température de l'air selon l'observatoire météorologique de l'Université de Kazan // Météorologie et hydrologie. - 1994. - N° 7. - P. 59-67.

11. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Shantalinsky K.M., Naumov E.P., Tudriy V.D. Changements mondiaux et régionaux contemporains environnement et le climat. - Kazan : UNIPRESS, 1999. - 97 p.

12. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Naumov E.P., Nikolaev A.A., Shantalinsky K.M. Changements climatiques modernes dans l'hémisphère nord de la Terre // Uch. zapper. Kazan. un-ta. Ser. Naturel Les sciences. - 2005. - T. 147, Livre. 1. - pages 90-106.

13. Khromov S.P. Météorologie et climatologie pour les départements de géographie. - L. : Gidrometeoizdat, 1983. - 456 p.

14. Shver Ts.A. Précipitations atmosphériques sur le territoire de l'URSS. - L. : Gidrometeoizdat, 1976. - 302 p.

15. Problèmes environnementaux et hydrométéorologiques des grandes villes et des zones industrielles. Matériaux int. scientifique Conf., 15-17 oct. 2002 - Saint-Pétersbourg : Maison d'édition RGGMU, 2002. - 195 p.

Reçu par la rédaction le 27/10/05

Vereshchagin Mikhail Alekseevich - Candidat en sciences géographiques, professeur agrégé du Département de météorologie, climatologie et écologie atmosphérique de l'Université d'État de Kazan.

Perevedentsev Yuri Petrovich - Docteur en sciences géographiques, professeur, doyen de la Faculté de géographie et de géoécologie de l'Université d'État de Kazan.

E-mail: [email protégé]

Naumov Eduard Petrovich - Candidat en sciences géographiques, professeur agrégé du Département de météorologie, climatologie et écologie atmosphérique de l'Université d'État de Kazan.

Shantalinsky Konstantin Mikhailovich - Candidat en sciences géographiques, professeur agrégé du Département de météorologie, climatologie et écologie atmosphérique de l'Université d'État de Kazan.

E-mail: [email protégé]

Gogol Felix Vitalievich - assistant au Département de météorologie, climatologie et écologie atmosphérique de l'Université d'État de Kazan.

Pourquoi l’air n’est-il pas chauffé directement par la lumière directe du soleil ? Quelle est la raison de la diminution de la température avec l’augmentation de l’altitude ? Comment l’air est-il chauffé au-dessus des surfaces terrestres et aquatiques ?

1. Chauffage de l'air depuis la surface de la Terre. La principale source de chaleur sur Terre est le Soleil. Cependant, les rayons du soleil, pénétrant dans l’air, ne le réchauffent pas directement. Les rayons du soleil chauffent d'abord la surface de la Terre, puis la chaleur se propage dans l'air. Ainsi, les couches inférieures de l'atmosphère, proches de la surface de la Terre, se réchauffent davantage, mais plus la couche est haute, plus la température baisse. De ce fait, la température dans la couche troposphérique est plus basse. Tous les 100 m d’altitude, la température baisse en moyenne de 0,6°C.

2. Changement quotidien de la température de l'air. Température de l'air au-dessus la surface de la terre ne reste pas constant, il évolue dans le temps (jours, années).
Le changement quotidien de température dépend de la rotation de la Terre autour de son axe et, par conséquent, des changements dans la quantité de chaleur solaire. À midi, le Soleil est directement au-dessus de nous, l'après-midi et le soir, il est plus bas et la nuit, il se couche sous l'horizon et disparaît. Par conséquent, la température de l’air augmente ou diminue en fonction de la position du Soleil dans le ciel.
La nuit, lorsque la chaleur du soleil n'est pas reçue, la surface de la Terre se refroidit progressivement. De plus, les couches d'air inférieures se refroidissent avant le lever du soleil. Ainsi, la température quotidienne de l’air la plus basse correspond à la période précédant le lever du soleil.
Après le lever du soleil, plus le Soleil s'élève au-dessus de l'horizon, plus la surface de la Terre se réchauffe et plus la température de l'air augmente en conséquence.
quantité de Après-midi chaleur solaire diminue progressivement. Mais la température de l'air continue d'augmenter, car au lieu de la chaleur solaire, l'air continue de recevoir de la chaleur provenant de la surface de la Terre.
Par conséquent, la température quotidienne de l'air la plus élevée se produit 2 à 3 heures après midi. Après cela, la température diminue progressivement jusqu'au prochain lever du soleil.
La différence entre les températures les plus élevées et les plus basses au cours de la journée est appelée l'amplitude quotidienne de la température de l'air (en latin amplitude- ordre de grandeur).
Pour que cela soit plus clair, nous donnerons 2 exemples.
Exemple 1. La température quotidienne la plus élevée est de +30°C, la plus basse est de +20°C. L'amplitude est de 10°C.
Exemple 2. La température quotidienne la plus élevée est de +10°C, la plus basse est de -10°C. L'amplitude est de 20°C.
Changements de température quotidiens à différents endroits globe divers. Cette différence est particulièrement visible sur terre et sur eau. La surface terrestre se réchauffe 2 fois plus vite que la surface de l’eau. À mesure que la couche d'eau supérieure se réchauffe, elle descend ; à sa place, une couche d'eau froide monte du bas et se réchauffe également. En raison d'un mouvement constant, la surface de l'eau se réchauffe progressivement. Parce que la chaleur pénètre profondément dans les couches inférieures, l’eau absorbe plus de chaleur que la terre. Et par conséquent, l'air au-dessus de la terre se réchauffe et se refroidit rapidement, et au-dessus de l'eau, il se réchauffe et se refroidit progressivement.
La fluctuation quotidienne de la température de l'air en été est beaucoup plus importante qu'en hiver. L'amplitude de la température quotidienne diminue avec le passage des latitudes inférieures aux latitudes supérieures. De plus, les nuages par temps nuageux empêchent la surface de la Terre de se réchauffer et de se refroidir considérablement, c'est-à-dire qu'ils réduisent l'amplitude de la température.

3. Température moyenne quotidienne et moyenne mensuelle. Dans les stations météorologiques, la température est mesurée 4 fois par jour. Les résultats de la température moyenne quotidienne sont résumés, les valeurs obtenues sont divisées par le nombre de mesures. Les températures supérieures à 0°C (+) et inférieures (-) sont additionnées séparément. Ensuite, le plus petit nombre est soustrait du plus grand nombre et la valeur résultante est divisée par le nombre d’observations. Et le résultat est précédé d'un signe (+ ou -) d'un nombre plus grand.
Par exemple, les résultats des mesures de température du 20 avril : temps 1 heure, température +5°C, 7 heures -2°C, 13 heures +10°C, 19 heures +9°C.
Au total par jour 5°C - 2°C + 10°C + 9°C. Température moyenne en journée +22°C : 4 = +5,5°C.
La température mensuelle moyenne est déterminée à partir de la température quotidienne moyenne. Pour ce faire, additionnez la température quotidienne moyenne du mois et divisez par le nombre de jours du mois. Par exemple, la somme des températures journalières moyennes pour septembre est de +210°C : 30=+7°C.

4. Changement annuel de la température de l'air. Température moyenne de l'air à long terme. Le changement de température de l'air tout au long de l'année dépend de la position de la Terre sur son orbite lorsqu'elle tourne autour du Soleil. (Rappelez-vous les raisons du changement de saison.)
En été, la surface de la Terre se réchauffe bien grâce à l'incidence directe du soleil. De plus, les journées rallongent. Dans l'hémisphère nord, le mois le plus chaud est juillet et le mois le plus froid est janvier. Dans l’hémisphère sud, c’est le contraire. (Pourquoi ?) La différence entre la température moyenne du mois le plus chaud de l’année et celle du mois le plus froid est appelée l’amplitude annuelle moyenne de la température de l’air.
La température moyenne d'un mois peut varier d'une année à l'autre. Il faut donc prendre température moyenne pendant de nombreuses années. Dans ce cas, la somme des températures mensuelles moyennes est divisée par le nombre d’années. Nous obtenons ensuite la température mensuelle moyenne de l’air à long terme.
Sur la base des températures mensuelles moyennes à long terme, la température annuelle moyenne est calculée. Pour ce faire, la somme des températures mensuelles moyennes est divisée par le nombre de mois.
Exemple. La somme des températures positives (+) est de +90°C. La somme des températures négatives (-) est de -45°C, d'où la température moyenne annuelle (+90°C - 45°C) : 12 - +3,8°C.

Température annuelle moyenne

5. Mesure de la température de l'air. La température de l'air est mesurée à l'aide d'un thermomètre. Dans ce cas, le thermomètre ne doit pas être exposé à la lumière directe du soleil. Sinon, en chauffant, il affichera la température de son verre et la température du mercure au lieu de la température de l'air.

Vous pouvez le vérifier en plaçant plusieurs thermomètres à proximité. Après un certain temps, chacun d'eux, en fonction de la qualité du verre et de sa taille, affichera une température différente. Donc dans obligatoire La température de l'air doit être mesurée à l'ombre.

Dans les stations météorologiques, le thermomètre est placé dans une cabine météorologique munie de stores (Fig. 53.). Les stores créent des conditions permettant à l'air de pénétrer librement jusqu'au thermomètre. Les rayons du soleil n'y parviennent pas. La porte du stand doit s'ouvrir du côté nord. (Pourquoi?)

Riz. 53. Stand pour un thermomètre dans les stations météorologiques.

1. Température au-dessus du niveau de la mer +24°C. Quelle sera la température à 3 km d’altitude ?

2. Pourquoi la température la plus basse pendant la journée n'est-elle pas au milieu de la nuit, mais avant le lever du soleil ?

3. Quelle est la plage de température quotidienne ? Donnez des exemples d'amplitudes de température avec des valeurs identiques (uniquement positives ou uniquement négatives) et des valeurs de température mixtes.

4. Pourquoi les amplitudes de température de l'air au-dessus de la terre et de l'eau sont-elles si différentes ?

5. A partir des valeurs données ci-dessous, calculez la température moyenne journalière : température de l'air à 1h - (-4°C), à 7h - (-5°C), à 13h - (-4°C), à 19 heures - (-0°C).

6. Calculez la température annuelle moyenne et l’amplitude annuelle.

Température annuelle moyenne

Amplitude annuelle

7. Sur la base de vos observations, calculez les températures moyennes quotidiennes et mensuelles.

Objectifs de la leçon:

Identifier les causes des fluctuations annuelles de la température de l'air ;
établir la relation entre la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon et la température de l'air ;
comment utiliser un ordinateur soutien technique processus d’information.

Objectifs de la leçon:

Éducatif:

développer des compétences et des capacités pour identifier les causes des changements dans la variation annuelle des températures de l'air dans différentes parties de la terre ;
traçage dans Excel.

Éducatif:

développer les compétences des étudiants dans l’élaboration et l’analyse de graphiques de température ;
utiliser Excel en pratique.

Éducatif:

nourrir l'intérêt pour pays natal, Capacité de travailler en équipe.

Type de cours: Systématisation de ZUN et utilisation d'un ordinateur.

Méthode d'enseignement: Conversation, questions orales, travaux pratiques.

Équipement: Carte physique de la Russie, atlas, ordinateurs personnels (PC).

Pendant les cours

I. Moment organisationnel.

II. Partie principale.

Professeur: Les gars, vous savez que plus le Soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus l'angle d'inclinaison des rayons est grand, donc la surface de la Terre, et de là l'air de l'atmosphère, se réchauffe davantage. Regardons le tableau, analysons-le et tirons une conclusion.

Travail étudiant :

Travaillez dans un cahier.

Enregistrez sous forme de diagramme. Diapositive 3

Enregistrement en texte.

Chauffage de la surface terrestre et température de l'air.

La surface de la Terre est chauffée par le Soleil et l'air en est chauffé.
La surface de la Terre se réchauffe de différentes manières :
- en fonction des différentes hauteurs du Soleil au-dessus de l'horizon ;
- en fonction de la surface sous-jacente.
L'air au-dessus de la surface terrestre a des températures différentes.

Professeur: Les gars, on dit souvent qu'il fait chaud en été, surtout en juillet, et froid en janvier. Mais en météorologie, pour déterminer quel mois a été froid et lequel a été plus chaud, on calcule à partir des températures mensuelles moyennes. Pour ce faire, vous devez additionner toutes les températures quotidiennes moyennes et diviser par le nombre de jours du mois.

Par exemple, la somme des températures quotidiennes moyennes pour janvier était de -200°C.

200 : 30 jours ≈ -6,6°C.

En surveillant les températures de l'air tout au long de l'année, les météorologues ont constaté que les températures de l'air les plus élevées sont observées en juillet et les plus basses en janvier. Et nous avons également découvert que le Soleil occupe sa position la plus haute en juin -61° 50', et sa plus basse en décembre 14° 50'. Ces mois ont les journées les plus longues et les plus courtes – 17 heures 37 minutes et 6 heures 57 minutes. Alors qui a raison ?

Réponses des élèves : Le fait est qu'en juillet, la surface déjà chauffée continue de recevoir, bien que moins qu'en juin, mais quand même quantité suffisante chaleur. L’air continue donc à se réchauffer. Et en janvier, même si l'arrivée de la chaleur solaire augmente déjà quelque peu, la surface de la Terre est encore très froide et l'air continue de s'en refroidir.

Détermination de l'amplitude annuelle de l'air.

Si nous trouvons la différence entre la température moyenne du mois le plus chaud et le mois le plus froid de l'année, nous déterminerons l'amplitude annuelle des fluctuations de la température de l'air.

Par exemple, la température moyenne en juillet est de +32°C et en janvier de -17°C.

32 + (-17) = 15°C. Ce sera l'amplitude annuelle.

Détermination de la température annuelle moyenne de l'air.

Afin de trouver la température moyenne de l’année, vous devez additionner toutes les températures mensuelles moyennes et diviser par 12 mois.

Par exemple:

Travail étudiant : 23h12 ≈ +2° C - température annuelle moyenne de l'air.

Enseignant : Vous pouvez également déterminer la température à long terme du même mois.

Détermination de la température de l'air à long terme.

Par exemple : température mensuelle moyenne en juillet :

1996 - 22°C
1997 - 23°C
1998 - 25°C

Travail des enfants : 22+23+25 = 70:3 ≈ 24°C

Professeur: Maintenant les gars, trouvez la ville de Sotchi et la ville de Krasnoïarsk sur la carte physique de la Russie. Déterminez leurs coordonnées géographiques.

Les élèves utilisent des atlas pour déterminer les coordonnées des villes ; l'un des élèves montre les villes sur la carte au tableau.

Travaux pratiques.

Aujourd'hui, lors de travaux pratiques que vous effectuez sur ordinateur, vous devrez répondre à la question : les graphiques de température de l'air coïncideront-ils pour différentes villes ?

Chacun de vous a un morceau de papier sur son bureau qui montre l'algorithme permettant d'effectuer le travail. Le PC stocke un fichier avec un tableau prêt à remplir contenant des cellules libres pour saisir les formules utilisées dans le calcul de l'amplitude et de la température moyenne.

Algorithme d'exécution Travaux pratiques:

Ouvrez le dossier Mes Documents, recherchez le dossier Pratique. travailler en 6e année
Entrez les valeurs de température de l'air à Sotchi et Krasnoïarsk dans le tableau.
À l'aide de l'assistant graphique, créez un graphique pour les valeurs de la plage A4 : M6 (donnez vous-même le nom du graphique et des axes).
Agrandissez le graphique tracé.
Comparez (oralement) les résultats obtenus.
Enregistrez l'œuvre sous le nom PR1 geo (nom de famille).

mois	Jan.	Fév.	Mars	Avr.	Peut	Juin	Juillet	Août.	Sep.	Octobre.	Nov.	Déc.
Sotchi	1	5	8	11	16	22	26	24	18	11	8	2
Krasnoïarsk	-36	-30	-20	-10	+7	10	16	14	+5	-10	-24	-32

III. La dernière partie de la leçon.

Vos graphiques de température coïncident-ils pour Sotchi et Krasnoïarsk ? Pourquoi?
Quelle ville connaît des températures de l’air plus basses ? Pourquoi?

Conclusion: Plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est grand et plus la ville est proche de l'équateur, plus la température de l'air (Sotchi) est élevée. La ville de Krasnoïarsk est située plus loin de l'équateur. Par conséquent, l'angle d'incidence des rayons du soleil est ici plus petit et les lectures de la température de l'air seront plus faibles.

Devoirs: paragraphe 37. Construisez un graphique des températures de l’air en fonction de vos observations météorologiques pour le mois de janvier.

Littérature:

Géographie 6e année. T.P. Gerasimova N.P. Neklyukova. 2004.
Cours de géographie 6ème. O.V. Rylova. 2002.
Développements de cours 6e année. SUR LE. Nikitine. 2004.
Développements de cours 6e année. T.P. Gerasimova N.P. Neklyukova. 2004.