Aká je priemerná dlhodobá teplota vzduchu. Hydrometeorologické informácie, naša klíma a jej budúcnosť

Pozorovania teploty vzduchu za obdobie 1975-2007 ukázali, že v Bielorusku vzhľadom na jeho malé územie dochádza najmä k synchrónnym teplotným výkyvom vo všetkých mesiacoch roka. Synchronicita je výrazná najmä v chladnom období.

Priemerné dlhodobé teplotné hodnoty získané za posledných 30 rokov nie sú dostatočne stabilné. Je to spôsobené veľkou variabilitou priemerných hodnôt. V Bielorusku sa štandardná odchýlka počas celého roka pohybuje od 1,3 C v lete do 4,1 C v zime (tabuľka 3), čo pri normálnom rozložení prvku umožňuje získať priemerné dlhodobé hodnoty za 30 rokov s chyba v jednotlivých mesiacoch do 0,7 C.

Smerodajná odchýlka ročnej teploty vzduchu za posledných 30 rokov nepresahuje 1,1C (tabuľka 3) a s rastom kontinentálnej klímy sa pomaly zvyšuje na severovýchod.

Tabuľka 3 - Smerodajná odchýlka priemernej mesačnej a ročnej teploty vzduchu

Maximálna smerodajná odchýlka sa vyskytuje v januári a februári (na väčšine územia republiky vo februári je ±3,9C). A minimálne hodnoty sa vyskytujú v letných mesiacoch, hlavne v júli (= ±1,4C), čo je spojené s minimálnou časovou variabilitou teploty vzduchu.

Väčšina teplo za celý rok bol na prevažnej časti územia republiky zaznamenaný v roku 1989, ktorý sa vyznačoval nezvyčajne vysokými teplotami v chladnom období. A iba v západných a severozápadných oblastiach republiky od Lyntupu po Volkovysk v roku 1989 tu neboli prekročené najvyššie teploty zaznamenané v roku 1975 (pozitívna anomália bola zaznamenaná vo všetkých ročných obdobiach). Odchýlka teda bola 2,5.

Od roku 1988 do roku 2007 priemer ročná teplota bol nadnormálny (s výnimkou roku 1996). Toto posledné pozitívne kolísanie teploty bolo najsilnejšie v celej histórii inštrumentálnych pozorovaní. Pravdepodobnosť, že dve 7-ročné série teplotných anomálií nad nulou sú spôsobené náhodou, je menšia ako 5 %. Zo 7 najväčších kladných teplotných anomálií (?t >1,5°C) sa 5 vyskytlo za posledných 14 rokov.

Priemerná ročná teplota vzduchu za obdobie 1975-2007. mala rastúci charakter, čo súvisí s moderným otepľovaním, ktoré sa začalo v roku 1988. Zoberme si dlhodobé kolísanie ročnej teploty vzduchu podľa regiónov.

V Breste je priemerná ročná teplota vzduchu 8,0C (tabuľka 1). Teplé obdobie sa začína v roku 1988 (obrázok 8). Najvyššia ročná teplota bola pozorovaná v roku 1989 a bola 9,5C, najchladnejšia bola v roku 1980 a bola 6,1C. Teplé roky: 1975, 1983, 1989, 1995, 2000. Medzi studené roky patria roky 1976, 1980, 1986, 1988, 1996, 2002 (obrázok 8).

V Gomeli je priemerná ročná teplota 7,2C (tabuľka 1). Dlhodobé kolísanie ročnej teploty je podobné ako v Breste. Teplé obdobie sa začína v roku 1989. Najvyššia ročná teplota bola zaznamenaná v roku 2007 a dosahovala 9,4°C. Najnižšia bola v roku 1987 a predstavovala 4,8 C. Teplé roky: 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Studené roky - 1977, 1979, 1985, 1987, 1994 (obrázok 9).

V Grodne je priemerná ročná teplota 6,9C (tab. 1). Dlhodobé kolísanie ročných teplôt sa zvyšuje. Teplé obdobie sa začína v roku 1988. Najvyššia ročná teplota bola v roku 2000 a bola 8,4C. Najchladnejšie je 1987, 4,7C. Teplé roky: 1975, 1984, 1990, 2000. Studené roky - 1976, 1979, 1980, 1987, 1996. (Obrázok 10).

Vo Vitebsku je priemerná ročná teplota v tomto období 5,8C. Ročné teploty sa zvyšujú. Najvyššia ročná teplota bola v roku 1989 a bola 7,7C. Najnižšia bola v roku 1987 a bola 3,5 C) (obrázok 11).

V Minsku je priemerná ročná teplota 6,4C (tabuľka 1). Najvyššia ročná teplota bola v roku 2007 a bola 8,0C. Najnižšia bola v roku 1987 a bola 4,2 C. Teplé roky: 1975, 1984, 1990, 2000, 2007. Studené roky - 1976, 1980, 1987, 1994, 1997, 2003 (obrázok 12).

V Mogilev, priemerná ročná teplota za obdobie 1975-2007. je 5,8C, ako vo Vitebsku (tabuľka 1). Najvyššia ročná teplota bola v roku 1989 a bola 7,5C. Najnižšia bola v roku 1987 - 3,3C. Teplé roky: 1975, 1983, 1989, 1995, 2001, 2007. Studené roky - 1977, 1981, 1986, 1988, 1994, 1997 (obrázok 13).

Dlhodobé kolísanie teploty vzduchu v januári je charakterizované štandardnou odchýlkou ​​±3,8C (tabuľka 3). Priemerné mesačné teploty sú najpremenlivejšie v januári. Priemerná mesačná teplota v januári v najteplejších a najchladnejších rokoch sa líšila o 16-18C.

Ak sú priemerné dlhodobé hodnoty januárových teplôt o 2,5-3,0 C nižšie ako decembrové, potom sú rozdiely v najchladnejších rokoch veľmi výrazné. Priemerná teplota studených januárov je teda s 5% pravdepodobnosťou o 5-6C nižšia ako teplota studených decembra s rovnakou pravdepodobnosťou a je -12... -16C alebo menej. V najchladnejšom januári 1987, kedy boli pozorované časté vpády vzdušných hmôt z povodia Atlantiku, bola priemerná teplota vzduchu za mesiac -15... -18C. V najteplejších rokoch je januárová teplota len o 1-2°C nižšia ako decembrová. Nezvyčajne teplé januáre boli v Bielorusku pozorované už niekoľko rokov po sebe, počnúc rokom 1989. V roku 1989 Na celom území Bieloruska, s výnimkou krajného západu, bola priemerná mesačná teplota v januári najvyššia za celé obdobie inštrumentálnych pozorovaní: od 1°C na východe do +2°C na krajnom západe, čo je 6-8°C. nad dlhodobými priemernými hodnotami. Január 1990 bol len o 1-2C horší ako predchádzajúci.

Pozitívna januárová anomália v nasledujúcich rokoch bola o niečo menšia a napriek tomu predstavovala 3-6C. Toto obdobie je charakterizované prevahou zonálneho typu obehu. Počas celej zimy a hlavne jej druhej polovice je územie Bieloruska takmer nepretržite pod vplyvom teplého a vlhkého vzduchu Atlantiku. Synoptická situácia prevláda, keď cyklóny postupujú Škandináviou s ďalším pohybom na východ a po nich sa vyvíjajú teplé výbežky Azorskej výšiny.

Počas tohto obdobia je najchladnejším mesiacom vo väčšine Bieloruska február, nie január (tabuľka 4). Platí to pre východné a severovýchodné regióny (Gomeľ, Mogilev, Vitebsk atď.) (tabuľka 4). Ale napríklad v Breste, Grodne a Vileike, ktoré sa nachádzajú na západe a juhozápade, bol najchladnejším mesiacom v tomto období január (za 40 % rokov) (tabuľka 3). V priemere v celej republike, 39% rokov, je február najchladnejším mesiacom v roku. V 32 % rokov je najchladnejším mesiacom január, v 23 % rokov je december, v 4 % rokov je november (tabuľka 4).

Tabuľka 4 - Frekvencia najchladnejších mesiacov za obdobie 1975-2007.

Časová variabilita teploty v lete je minimálna. Štandardná odchýlka je ±1,4C (tabuľka 3). Len za 5% rokov môže teplota letného mesiaca klesnúť na 13,0C alebo nižšie. A rovnako zriedkavo, iba v 5% rokov v júli vystúpi nad 20,0C. V júni a auguste je to typické len pre južné oblasti republiky.

V najchladnejších letných mesiacoch bola teplota vzduchu v júli 1979 14,0-15,5C (anomália viac ako 3,0C) a v auguste 1987 - 13,5-15,5C (anomália - 2,0-2,5C). Čím sú cyklónové vpády zriedkavejšie, tým je v lete teplejšie. V najteplejších rokoch dosahovali kladné anomálie 3-4C a na celom území republiky sa teplota držala v rozmedzí 19,0-20,0C a viac.

Za 62 % rokov je najteplejším mesiacom v Bielorusku júl. Avšak v 13 % rokov je tento mesiac jún, v 27 % august a v 3 % rokov máj (tabuľka 5). V priemere raz za 10 rokov je jún chladnejší ako máj a na západe republiky v roku 1993 bol júl chladnejší ako september. Za 100-ročné obdobie pozorovaní teploty vzduchu neboli máj ani september najteplejšími mesiacmi roka. Výnimkou však bolo leto 1993, kedy pre západné oblasti republiky (Brest, Volkovysk, Lida) vyšiel máj ako najteplejší. Prevažná väčšina mesiacov v roku, s výnimkou decembra, mája a septembra, zaznamenala od polovice 60. rokov nárast teploty. Najvýraznejšie sa to ukázalo v januári až apríli. Nárast teploty v lete bol zaznamenaný až v 80. rokoch 20. storočia, teda takmer o dvadsať rokov neskôr ako v januári až apríli. Najvýraznejšie sa to ukázalo v júli posledného desaťročia (1990-2000).

Tabuľka 5 - Frekvencia najteplejších mesiacov za obdobie 1975-2007.

Posledná kladná teplotná fluktuácia (1997-2002) v júli je amplitúdou porovnateľná s kladnou teplotnou fluktuáciou toho istého mesiaca v rokoch 1936-1939. Na konci 19. storočia (najmä v júli) boli pozorované letné teploty o niečo kratšie, ale podobné.

Od 60. do polovice 90. rokov na jeseň došlo k miernemu poklesu teploty. V posledných rokoch došlo k miernemu nárastu teplôt v októbri, novembri a celkovo na jeseň. V septembri neboli zaznamenané žiadne výrazné teplotné zmeny.

Všeobecným znakom teplotných zmien je teda prítomnosť dvoch najvýznamnejších oteplení v minulom storočí. Prvé oteplenie, známe ako arktické otepľovanie, bolo pozorované hlavne v teplom období v období od roku 1910 do roku 1939. Potom nasledovala silná negatívna teplotná anomália v januári až marci 1940 – 1942. Tieto roky boli najchladnejšie v celom história inštrumentálnych pozorovaní. Priemerná ročná teplotná anomália v týchto rokoch bola asi -3,0°C a v januári a marci 1942 bola priemerná mesačná teplotná anomália asi -10°C, respektíve -8°C. Súčasné otepľovanie je najvýraznejšie vo väčšine mesiacov chladnej sezóny, ukázalo sa, že je silnejšie ako predchádzajúce; V niektorých mesiacoch chladného obdobia roka sa teplota za 30 rokov zvýšila o niekoľko stupňov. Oteplenie bolo obzvlášť silné v januári (okolo 6°C). Za posledných 14 rokov (1988-2001) bola studená iba jedna zima (1996). Ďalšie podrobnosti o klimatických zmenách v Bielorusku v posledných rokoch sú nasledovné.

Najdôležitejšou črtou klimatických zmien v Bielorusku je zmena ročného teplotného rozsahu (I-IV mesiace) v rokoch 1999-2001.

Moderné otepľovanie začalo v roku 1988 a vyznačovalo sa veľmi teplá zima v roku 1989, kedy boli teploty v januári a februári 7,0-7,5°C nad normálom. Priemerná ročná teplota v roku 1989 bola najvyššia v celej histórii inštrumentálnych pozorovaní. Pozitívna anomália priemernej ročnej teploty bola 2,2°C. V priemere za obdobie od roku 1988 do roku 2002 bola teplota 1,1 °C nad normálom. Oteplenie bolo výraznejšie na severe republiky, čo je v súlade s hlavným záverom numerického modelovania teplôt, čo naznačuje väčší nárast teploty vo vysokých zemepisných šírkach.

Zmena teploty v Bielorusku za posledných niekoľko rokov má tendenciu k zvyšovaniu teploty nielen v chladnom období, ale aj v lete, najmä v druhej polovici leta. Roky 1999, 2000 a 2002 boli veľmi teplé. Ak vezmeme do úvahy, že štandardná odchýlka teploty v zime je takmer 2,5-krát vyššia ako v lete, potom sa teplotné anomálie normalizované na smerodajné odchýlky v júli a auguste svojou hodnotou blížia zimným. Počas prechodných období roka je niekoľko mesiacov (máj, október, november), kedy bol pozorovaný mierny pokles teploty (asi o 0,5°C). Najmarkantnejšia je zmena teploty v januári a v dôsledku toho presun jadra zimy na december a niekedy až na koniec novembra. V zime (2002/2003) bol december teplotne výrazne podnormálny, t.j. Naznačená vlastnosť teplotných zmien v zimných mesiacoch zostala zachovaná.

Pozitívne anomálie v marci a apríli viedli k skorému topeniu snehovej pokrývky a teplotnému prechodu cez 0 v priemere o dva týždne skôr. V niektorých rokoch bol teplotný prechod cez 0 v najteplejších rokoch (1989, 1990, 2002) pozorovaný už v januári.

Zväzok 147, kniha. 3

Prírodné vedy

MDT 551.584.5

DLHODOBÉ ZMENY TEPLOTY VZDUCHU A ZRÁŽOK V KAZANI

M.A. Vereščagin, Yu.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogoľ

anotácia

Článok analyzuje dlhodobé zmeny teploty vzduchu a atmosférické zrážky v Kazani a ich prejavy v zmenách iných klimatických ukazovateľov, ktoré majú praktický význam a viedli k určitým zmenám v mestskom ekologickom systéme.

Záujem o štúdium mestskej klímy zostáva neustále vysoký. Veľkú pozornosť venovanú problému mestskej klímy určuje množstvo okolností. Spomedzi nich treba v prvom rade poukázať na čoraz zreteľnejšie výrazné zmeny klímy miest v závislosti od ich rastu. Mnohé štúdie naznačujú úzky vzťah klimatické podmienky mesto od jeho usporiadania, hustoty a podlažnosti mestskej zástavby, podmienok pre umiestnenie priemyselných zón a pod.

Klíma Kazane v jej kvázi stabilnom („priemernom“) prejave bola viac ako raz predmetom podrobnej analýzy výskumných pracovníkov Katedry meteorológie, klimatológie a atmosférickej ekológie Kazanskej univerzity. štátna univerzita. Tieto podrobné štúdie sa zároveň nezaoberali otázkami dlhodobých (v priebehu storočia) zmien klímy mesta. Táto práca, ktorá je rozvinutím predchádzajúceho výskumu, čiastočne napĺňa tento nedostatok. Analýza je založená na výsledkoch dlhodobých kontinuálnych pozorovaní vykonávaných na meteorologickom observatóriu Kazanskej univerzity (ďalej len Kazaňská univerzita).

Stanica Kazanskej univerzity sa nachádza v centre mesta (na nádvorí hlavnej budovy univerzity), uprostred hustej mestskej zástavby, čo dáva mimoriadnu hodnotu výsledkom jej pozorovaní, ktoré umožňujú študovať vplyv mestskej prostredia o dlhodobých zmenách meteorologického režimu v rámci mesta.

V priebehu 19. - 20. storočia sa klimatické podmienky Kazane neustále menili. Tieto zmeny by sa mali považovať za výsledok veľmi zložitých, nestacionárnych vplyvov mnohých faktorov rôzneho fyzikálneho charakteru a rôznych procesov na mestský klimatický systém.

priestorová mierka ich prejavu: globálna, regionálna. Medzi poslednými možno rozlíšiť skupinu čisto mestských faktorov. Zahŕňa všetky tie početné zmeny v mestskom prostredí, ktoré so sebou prinášajú primerané zmeny podmienok pre vznik jeho sálavej a tepelnej bilancie, vlhkostnej bilancie a aerodynamických vlastností. Toto sú historické zmeny plocha mestského územia, hustota a podlažnosť mestskej zástavby, priemyselná výroba, energetické a dopravné systémy mesta, vlastnosti použitého stavebného materiálu a povrchov ciest a mnohé iné.

Pokúsime sa sledovať zmeny klimatických podmienok v meste v 19. - 20. storočí, pričom sa obmedzíme na analýzu iba dvoch najdôležitejších klimatických ukazovateľov, ktorými sú povrchová teplota vzduchu a zrážky, na základe výsledkov pozorovaní na stanici. Kazaň, univerzita.

Dlhodobé zmeny povrchovej teploty vzduchu. Systematické meteorologické pozorovania na Kazanskej univerzite sa začali v roku 1805, krátko po jej otvorení. Súvislé rady ročných hodnôt teploty vzduchu sa vplyvom rôznych okolností zachovali až od roku 1828. Niektoré z nich sú graficky znázornené na obr. 1.

Už pri prvom, najzbežnejšom skúmaní Obr. 1 možno zistiť, že na pozadí chaotických, pílovitých medziročných výkyvov teploty vzduchu (prerušované priamky) za posledných 176 rokov (1828-2003), sú síce nepravidelné, ale zároveň jasne vyjadrená tendencia otepľovania (trend ) sa uskutočnilo v Kazani. Dobre to podporujú aj údaje v tabuľke. 1.

Priemerné dlhodobé () a extrémne (max, t,) teploty vzduchu (°C) na stanici. Kazaň, univerzita

Priemerné obdobia Extrémne teploty vzduchu

^tt rokov ^tah rokov

Rok 3,5 0,7 1862 6,8 1995

Január -12.9 -21.9 1848, 1850 -4.6 2001

19.9. 15. 7. 1837 24.00. 1931

Ako je možné vidieť z tabuľky. 1, extrémne nízke teploty vzduchu v Kazani boli zaznamenané najneskôr v 40.-60. 19. storočie. Po tuhých zimách 1848, 1850. Priemerné januárové teploty vzduchu už nikdy nedosiahli ani neklesli pod ¿tm = -21,9°C. Naopak, najvyššie teploty vzduchu (max) boli v Kazani pozorované až v 20. alebo na samom začiatku 21. storočia. Ako vidíte, rok 1995 sa niesol v znamení rekordne vysokej priemernej ročnej teploty vzduchu.

Tabuľka obsahuje aj veľa zaujímavostí. 2. Z jej údajov vyplýva, že otepľovanie podnebia Kazane sa prejavilo vo všetkých mesiacoch roka. Zároveň je jasne viditeľné, že najintenzívnejšie sa rozvíjal v zime.

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

Ryža. 1. Dlhodobá dynamika priemerných ročných (a), januárových (b) a júlových (c) teplôt vzduchu (°C) na stanici. Kazaň, univerzita: výsledky pozorovaní (1), lineárneho vyhladzovania (2) a vyhladzovania pomocou dolnopriepustného Potterovho filtra (3) po dobu b > 30 rokov

(december - február). Teploty vzduchu posledného desaťročia (1988-1997) týchto mesiacov prekročili podobné priemerné hodnoty prvého desaťročia (1828-1837) sledovaného obdobia o viac ako 4-5°C. Je tiež jasne viditeľné, že proces otepľovania podnebia Kazane sa vyvíjal veľmi nerovnomerne, často bol prerušovaný obdobiami relatívne slabého ochladzovania (pozri príslušné údaje vo februári - apríli, novembri).

Zmeny teplôt vzduchu (°C) za neprekrývajúce sa desaťročia na stanici. Kazaň, univerzita

vzhľadom na desaťročie 1828-1837.

Desaťročia Január Február Marec Apríl Máj Jún Júl August September Október November December Rok

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

Do abnormálne teplých zím v posledných rokoch obyvatelia Kazane zo staršej generácie (ktorých vek je teraz najmenej 70 rokov) si na to začali zvykať, ale zachovali si spomienky na tuhé zimy jeho detstvo (1930-1940) a rozkvet pracovná činnosť(60. roky 20. storočia). Pre mladšiu generáciu obyvateľov Kazane teplé zimy v posledných rokoch už zjavne nie sú vnímané ako anomália, ale skôr ako „klimatický štandard“.

Dlhodobý trend otepľovania klímy v Kazani, o ktorom je tu reč, možno najlepšie pozorovať štúdiom priebehu vyhladených (systematických) zložiek zmien teploty vzduchu (obr. 1), definovaných v klimatológii ako trend jeho správania.

Identifikácia trendu v klimatických radoch sa zvyčajne dosahuje ich vyhladzovaním a (tým) potláčaním krátkodobých výkyvov v nich. Vo vzťahu k dlhodobým (1828-2003) radom teploty vzduchu na stanici. Kazaňská univerzita použila dve metódy ich vyhladzovania: lineárnu a krivočiaru (obr. 1).

Pri lineárnom vyhladzovaní sú z dlhodobej dynamiky teploty vzduchu (v našom prípade b > 176 rokov) vylúčené všetky jej cyklické výkyvy s dĺžkami periód b, ktoré sú menšie alebo rovné dĺžke analyzovaného radu. Správanie sa lineárneho trendu teploty vzduchu je dané priamkou rovnicou

g (t) = pri + (1)

kde g(t) je vyhladená hodnota teploty vzduchu v čase t (roky), a je sklon (rýchlosť trendu), r0 je voľný člen rovný vyhladenej hodnote teploty v čase t = 0 (začiatok periódy). ).

Pozitívna hodnota koeficient a označuje otepľovanie klímy a naopak, ak a< 0. Если параметры тренда а и (0 известны, то несложно оценить величину повышения (если а >0) teplota vzduchu za časové obdobie t

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

dosiahnuté vďaka lineárnej zložke trendu.

Dôležitými kvalitatívnymi ukazovateľmi lineárneho trendu sú jeho koeficient determinácie R2, ktorý ukazuje, akú časť celkového rozptylu u2 (r) reprodukuje rovnica (1), a spoľahlivosť detekcie trendu z archívnych údajov. Nižšie (tabuľka 3) sú výsledky lineárnej trendovej analýzy sérií teplôt vzduchu získané ako výsledok dlhodobých meraní na stanici. Kazaň, univerzita.

Analýza tabuľky 3 vedie k nasledujúcim záverom.

1. Prítomnosť lineárneho trendu otepľovania (a> 0) v kompletných sériách (1828-2003) a v ich jednotlivých častiach je potvrdená s veľmi vysokou spoľahlivosťou (> 92,3 %).

2. Otepľovanie kazanskej klímy sa prejavilo v dynamike zimných aj letných teplôt vzduchu. Tempo zimného otepľovania však bolo niekoľkonásobne rýchlejšie ako tempo letného. Výsledkom dlhodobého (1828-2003) otepľovania kazaňskej klímy bol akumulovaný nárast priemernej januárovej

Výsledky analýzy lineárneho trendu dlhodobej dynamiky teploty vzduchu (AT) na stanici. Kazaň, univerzita

Zloženie série priemerných parametrov TV Trend a jeho kvalitatívnych ukazovateľov Nárast TV [A/ (t)] Za interval vyhladzovania t

a, °C / 10 rokov "s, °C K2, % ^, %

t = 176 rokov (1828-2003)

Ročná TV 0,139 2,4 37,3 > 99,9 2,44

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

Júl TV 0,054 14,4 1,7 97,3 1,05

t = 63 rokov (1941-2003)

Ročná TV 0,295 3,4 22,0 > 99,9 1,82

január TV 0,696 -13,8 6,0 98,5 4,31

Júl TV 0,301 19,1 5,7 98,1 1,88

t = 28 rokov (1976-2003)

Ročná TV 0,494 4,0 9,1 96,4 1,33

január TV 1,402 -12,3 4,4 92,3 3,78

Júl TV 0,936 19,0 9,2 96,5 2,52

teplota vzduchu o takmer A/(t = 176) = 4,4 °C, priemerná júlová teplota o 1 °C a priemerná ročná teplota o 2,4 °C (tab. 3).

3. Otepľovanie kazaňského podnebia sa vyvíjalo nerovnomerne (so zrýchlením): jeho najvyššie rýchlosti boli pozorované za posledné tri desaťročia.

Významnou nevýhodou vyššie opísaného postupu lineárneho vyhladzovania radov teplôt vzduchu je úplné potlačenie všetkých znakov vnútornej štruktúry procesu otepľovania v celom rozsahu jeho použitia. Na prekonanie tohto nedostatku boli skúmané teplotné série súčasne vyhladené pomocou krivočiareho (dolnopriepustného) Potterovho filtra (obr. 1).

Priepustnosť Potterovho filtra bola nastavená tak, aby boli takmer úplne potlačené len tie cyklické teplotné výkyvy, ktorých perióda (b) nedosahovala 30 rokov, a teda bola kratšia ako trvanie Bricknerovho cyklu. Výsledky použitia dolnopriepustného Potterovho filtra (obr. 1) umožňujú opäť overiť, že otepľovanie kazanskej klímy sa historicky vyvíjalo veľmi nerovnomerne: dlhé (niekoľko desaťročí) obdobia prudkého nárastu teploty vzduchu (+) striedali obdobia jej mierneho poklesu (-). V dôsledku toho pretrvával trend otepľovania.

V tabuľke 4 sú uvedené výsledky lineárnej trendovej analýzy období dlhodobých jednoznačných zmien priemerných ročných teplôt vzduchu (identifikovaných pomocou Potterovho filtra) od 2. polovice 19. storočia V. pokiaľ ide o čl. Kazaň, univerzita a za rovnaké hodnoty získané ich spriemerovaním na celej severnej pologuli.

Tabuľkové údaje 4 ukazujú, že otepľovanie klímy v Kazani sa vyvíjalo rýchlejšie ako (v priemere) na severnej pologuli

Chronológia dlhodobých zmien priemerných ročných teplôt vzduchu v Kazani a na severnej pologuli a výsledky ich lineárnej analýzy trendov

Obdobia dlhých Charakteristika lineárnych trendov

jednoznačné

zmeny v priemere a, °C / 10 rokov R2, % R, %

ročná TV (roky)

1. Dynamika priemernej ročnej TV na stanici. Kazaň, univerzita

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. Dynamika priemernej ročnej TV,

získané spriemerovaním za severnú pologuľu

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

šaría. Chronológia a trvanie dlhodobých jednoznačných zmien teploty vzduchu boli nápadne odlišné. Prvé obdobie dlhého nárastu teploty vzduchu v Kazani začalo skôr (1896-1925), oveľa skôr (od roku 1941) sa začala moderná vlna dlhého nárastu priemernej ročnej teploty vzduchu, poznamenaná dosiahnutím jej najvyššej úrovne (v r. celú históriu pozorovaní) (6,8° C) v roku 1995 (tabKak). už bolo uvedené vyššie, toto otepľovanie je výsledkom veľmi komplexného vplyvu na tepelný režim mesta veľké číslo variabilné pôsobiace faktory rôzneho pôvodu. V tejto súvislosti môže byť zaujímavé posúdiť príspevok k celkovému otepľovaniu kazaňskej klímy z jej „mestskej zložky“, určenej historickými charakteristikami rastu mesta a rozvoja jeho ekonomiky.

Výsledky štúdie ukazujú, že na náraste priemernej ročnej teploty vzduchu akumulovanej za 176 rokov (stanica Kazaň, univerzita) sa najviac podieľa „mestská zložka“ (58,3 % alebo 2,4 x 0,583 = 1,4 °C). Celá zostávajúca časť (asi 1°C) akumulovaného otepľovania je spôsobená pôsobením prírodných a globálnych antropogénnych faktorov (emisie termodynamicky aktívnych zložiek plynu a aerosólov do atmosféry).

Čitateľ pri pohľade na ukazovatele akumulovaného (1828-2003) otepľovania klímy v meste (tabuľka 3) si môže položiť otázku: aké veľké sú a s čím by sa dali porovnať? Pokúsme sa na túto otázku odpovedať na základe tabuľky. 5.

Tabuľkové údaje 5 ukazujú dobre známy nárast teploty vzduchu s poklesom zemepisnej šírky a naopak. Dá sa tiež zistiť, že rýchlosť zvyšovania teploty vzduchu s klesajúcou

Priemerné teploty vzduchu (°C) kruhov zemepisnej šírky na úrovni mora

Zemepisná šírka (, júlový rok

krupobitie severnej zemepisnej šírky

zemepisné šírky sa líšia. Ak je v januári c1 =D^ / D(= = [-7 - (-16)]/10 = 0,9 °C / stupeň zemepisnej šírky, potom v júli sú podstatne menej -c2 ~ 0,4 °C / stupeň zemepisnej šírky .

Ak sa nárast priemernej januárovej teploty dosiahnutý za 176 rokov (tabuľka 3) vydelí priemernou zonálnou rýchlosťou zmeny zemepisnej šírky (c1), potom získame odhad veľkosti virtuálneho posunu polohy mesta na juh ( =D^(r = 176)/c1 =4,4/ 0,9 = 4,9 stupňa zemepisnej šírky,

dosiahnuť približne rovnaký nárast teploty vzduchu v januári, aký nastal počas celého obdobia (1828-2003) jeho meraní.

Zemepisná šírka Kazane je blízka (= 56 stupňov severnej šírky

výsledná hodnota klimatického ekvivalentu otepľovania (= 4,9 st.

zemepisnej šírky, nájdeme inú hodnotu zemepisnej šírky ((= 51 stupňov N, čo je blízko

zemepisnej šírky mesta Saratov), ​​do ktorého by bolo potrebné vykonať podmienečný prevod mesta, ak by štáty globálneho klimatický systém a mestského prostredia.

Výpočet číselných hodnôt (, charakterizujúcich úroveň otepľovania dosiahnutú v meste za 176 rokov v júli a v priemere za rok, vedie k nasledujúcim (približným) odhadom: 2,5 a 4,0 stupňa zemepisnej šírky.

S otepľovaním kazaňskej klímy došlo k výrazným zmenám v mnohých ďalších dôležitých ukazovateľoch tepelného režimu mesta. Vyššie rýchlosti zimného (januárového) otepľovania (s nižšími rýchlosťami v lete (tab. 2, 3) spôsobili postupné znižovanie ročnej amplitúdy teploty vzduchu v meste (obr. 2) a v dôsledku toho spôsobilo oslabenie kontinentálny charakter mestského podnebia .

Priemerná dlhodobá (1828-2003) hodnota ročnej amplitúdy teploty vzduchu na stanici. Kazaň, univerzita je 32,8 °C (tabuľka 1). Ako je možné vidieť z obr. 2, vplyvom lineárnej zložky trendu sa ročná amplitúda teploty vzduchu za 176 rokov znížila takmer o 2,4°C. Aký veľký je tento odhad a s čím ho možno korelovať?

Na základe dostupných kartografických údajov o rozložení ročných amplitúd teplôt vzduchu na európskom území Ruska pozdĺž zemepisnej šírky (= 56 stupňov zemepisnej šírky, akumulované zmäkčenie kontinentálnej klímy bolo možné dosiahnuť virtuálnym posunutím polohy mesta na západ o tzv. približne 7-9 stupňov zemepisnej dĺžky alebo takmer 440-560 km v rovnakom smere, čo je o niečo viac ako polovica vzdialenosti medzi Kazaňou a Moskvou.

oooooooooooooooooooooooool^s^s^slsls^sls^s^o

Ryža. 2. Dlhodobá dynamika ročnej amplitúdy teploty vzduchu (°C) na stanici. Kazaň, Univerzita: výsledky pozorovaní (1), lineárneho vyhladzovania (2) a vyhladzovania pomocou dolnopriepustného Potterovho filtra (3) po dobu b > 30 rokov

Ryža. 3. Trvanie obdobia bez mrazu (dni) na stanici. Kazaň, univerzita: skutočné hodnoty (1) a ich lineárne vyhladenie (2)

Ďalším, nemenej dôležitým ukazovateľom tepelného režimu mesta, ktorého správanie odráža aj pozorované otepľovanie klímy, je trvanie bezmrazového obdobia. V klimatológii je obdobie bez mrazu definované ako časové obdobie medzi dátumom

Ryža. 4. Trvanie vykurovacieho obdobia (dni) na stanici. Kazaň, univerzita: skutočné hodnoty (1) a ich lineárne vyhladenie (2)

posledný mráz (zmrazenie) na jar a prvý dátum jesenného mrazu (zmrazenie). Priemerné dlhodobé trvanie obdobia bez mrazu na stanici. Kazaň, univerzita má 153 dní.

Ako ukazuje obr. 3, v dlhodobej dynamike trvania bezmrazového obdobia na stanici. Kazaň, univerzita je dlhodobo presne definovaný trend jej postupného nárastu. Za posledných 54 rokov (1950-2003) sa vďaka lineárnej zložke zvýšila už o 8,5 dňa.

Je nepochybné, že predĺženie trvania bezmrazového obdobia malo priaznivý vplyv na predĺženie vegetačného obdobia mestského rastlinného spoločenstva. Vzhľadom na nedostatok dlhodobých údajov o dĺžke vegetačného obdobia v meste, ktoré máme k dispozícii, žiaľ, nemôžeme uviesť aspoň jeden príklad na podporu tohto zjavného stavu.

S oteplením kazanskej klímy a následným predĺžením trvania bezmrazového obdobia došlo v meste k prirodzenému poklesu trvania vykurovacej sezóny (obr. 4). Klimatické vlastnosti vykurovacie obdobie sú široko používané v bytovom, komunálnom a priemyselnom sektore na vypracovanie noriem pre zásoby paliva a spotrebu. V aplikovanej klimatológii sa za trvanie vykurovacej sezóny považuje časť roka, kedy sa priemerná denná teplota vzduchu stabilne udržiava pod +8°C. Počas tohto obdobia, aby sa udržala normálna teplota vzduchu v obytných a priemyselných priestoroch, je potrebné ich vykurovať.

Priemerná dĺžka vykurovacieho obdobia na začiatku 20. storočia bola (podľa výsledkov pozorovaní na stanici Kazaň, univerzita) 208 dní.

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

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

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

Ryža. 5. Priemerná teplota vykurovacieho obdobia (°C) na stanici. Kazaň, univerzita: skutočné hodnoty (1) a ich lineárne vyhladenie (2)

V dôsledku otepľovania klímy mesta sa len za posledných 54 rokov (1950-2003) znížila o 6 dní (obr. 4).

Dôležitým dodatočným ukazovateľom vykurovacieho obdobia je jeho priemerná teplota vzduchu. Z obr. 5 ukazuje, že spolu so skrátením trvania vykurovacej sezóny za posledných 54 rokov (1950-2003) sa zvýšila o 2,1°C.

Otepľovanie kazaňskej klímy tak prinieslo nielen zodpovedajúce zmeny v environmentálnej situácii v meste, ale vytvorilo aj určité pozitívne predpoklady pre úsporu nákladov na energiu vo výrobnej a najmä bytovej a komunálnej sfére mesta.

Zrážky. Schopnosť analyzovať dlhodobé zmeny v režime atmosférických zrážok (ďalej len zrážky) v meste je značne obmedzená, čo sa vysvetľuje viacerými dôvodmi.

Miesto, kde sa nachádzajú zariadenia na meranie zrážok meteorologického observatória Kazanskej univerzity, sa historicky vždy nachádzalo na nádvorí jej hlavnej budovy, a preto je zo všetkých strán uzavreté (v rôznej miere) viacposchodovými budovami. Až do jesene 2004 rástlo v uvedenom dvore množstvo rastlín. vysoké stromy. Tieto okolnosti nevyhnutne spôsobili výrazné skreslenia veterného režimu vo vnútornom priestore uvedeného dvora a zároveň podmienok na meranie zrážok.

Poloha meteorologickej lokality vo vnútri dvora sa niekoľkokrát zmenila, čo sa prejavilo aj v porušení homogenity zrážkových sérií podľa čl. Kazaň, univerzita. Takže napríklad O.A. Drozdov zistil na uvedenej stanici nadhodnotenie zimných úhrnov zrážok

Spodná perióda XI - III (spodná časť)

nafúkaním snehu zo striech blízkych budov v rokoch, keď sa meteorologická lokalita nachádzala najbližšie k nim.

Veľmi negatívny vplyv na kvalitu dlhodobých zrážkových sérií podľa čl. Kazaň, univerzitu podporila aj generálna výmena (1961) zrážkomerov za zrážkomery, ktorá nebola metodicky zabezpečená.

S prihliadnutím na uvedené sme nútení obmedziť sa na uvažovanie len o skrátených zrážkových sériách (1961-2003), kedy prístroje používané na ich merania (zrážkomer) a poloha meteorologickej lokality vo vnútri univerzitného dvora zostali nezmenené.

Najdôležitejším ukazovateľom zrážkového režimu je jeho množstvo, určené výškou vodnej vrstvy (mm), ktorá by sa mohla na vodorovnom povrchu vytvoriť zo spadnutých tekutých (dážď, mrholenie a pod.) a pevných (sneh, snehové guličky, krúpy). , atď. - po ich roztopení ) zrážky bez odtoku, presakovania a vyparovania. Množstvo zrážok sa zvyčajne pripisuje určitému časovému intervalu ich zberu (deň, mesiac, ročné obdobie, rok).

Z obr. 6 vyplýva, že za podmienok čl. Kazaňské univerzitné ročné zrážkové úhrny tvoria rozhodujúci podiel na nich zrážky teplého (apríl-októbrového) obdobia. Podľa výsledkov meraní uskutočnených v rokoch 1961-2003 pripadá v teplom období priemerne 364,8 mm, v chladnom období (november - marec) menej (228,6 mm).

Pre dlhodobú dynamiku ročných zrážok na stanici. Kazaň, Univerzita, najcharakteristickejšími znakmi sú dva inherentné znaky: veľká časová variabilita vlhkostného režimu a takmer úplná absencia lineárnej zložky trendu (obr. 6).

Systematickú zložku (trend) v dlhodobej dynamike ročných úhrnov zrážok predstavujú len nízkofrekvenčné cyklické výkyvy rôzneho trvania (od 8-10 do 13 rokov) a amplitúdy, ako vyplýva zo správania sa pohybujúcich sa 5-ročných. priemery (obr. 6).

Od druhej polovice 80. rokov 20. storočia. v správaní indikovanej systematickej zložky dynamiky ročných úhrnov zrážok dominovala 8-ročná cyklickosť. Po hlbokom minime ročných úhrnov zrážok, ktoré sa prejavilo v správaní sa systematickej zložky v roku 1993, rapídne rástli až do roku 1998, po ktorom nastal opačný trend. Ak bude naznačená (8-ročná) cyklickosť pokračovať, potom (približne) od roku 2001 môžeme predpokladať následný nárast ročných úhrnov zrážok (ordináty kĺzavých 5-ročných priemerov).

Prítomnosť slabo vyjadrenej lineárnej zložky trendu v dlhodobej dynamike zrážok sa prejavuje až v správaní sa ich polročných úhrnov (obr. 6). V sledovanom historickom období (1961-2003) mali zrážky v teplom období roka (apríl - október) mierne stúpajúcu tendenciu. V správaní zrážok v chladnom období roka bol pozorovaný opačný trend.

V dôsledku lineárnej zložky trendu sa množstvo zrážok v teplom období za posledných 43 rokov zvýšilo o 25 mm a množstvo zrážok v chladnom období sa znížilo o 13 mm.

Tu môže vyvstať otázka: Je v naznačených systematických zložkách zmien zrážkového režimu „urbánna zložka“ a ako súvisí s prírodnou zložkou? Žiaľ, autori zatiaľ nemajú odpoveď na túto otázku, o ktorej bude reč nižšie.

Medzi urbanistické faktory dlhodobých zmien zrážkového režimu patria všetky tie zmeny mestského prostredia, ktoré so sebou prinášajú primerané zmeny oblačnosti, kondenzačných procesov a zrážok nad mestom a jeho bezprostredným okolím. Najvýraznejšie z nich sú, samozrejme, dlhodobé kolísanie vertikálnych profilov.

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

Ryža. Obr. 7. Dlhodobá dynamika relatívnych ročných amplitúd zrážok Ах (zlomky jednotky) na stanici. Kazaň, univerzita: skutočné hodnoty (1) a ich lineárne vyhladenie (2)

lei teplota a vlhkosť v hraničnej vrstve atmosféry, drsnosť mestského podložia a znečistenie mestského ovzdušia hygroskopickými látkami (kondenzačné jadrá). Vplyv veľkých miest na zmeny zrážkových vzorcov je podrobne analyzovaný v niekoľkých prácach.

Hodnotenie príspevku urbanistickej zložky k dlhodobým zmenám zrážkového režimu v Kazani je celkom reálne. K tomu však okrem údajov o zrážkach na stanici. Kazaň, univerzita, je potrebné prilákať podobné (synchrónne) výsledky ich meraní na sieti staníc umiestnených v bezprostrednom (do 20-50 km) okolí mesta. Žiaľ, túto informáciu sme zatiaľ nemali.

Veľkosť relatívnej ročnej amplitúdy zrážok

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

sa považuje za jeden z indikátorov klimatickej kontinentality. Vo vzorci (3) sú Yamax a Yat1P najväčšie a najmenšie (v tomto poradí) vnútroročné mesačné úhrny zrážok, R je ročné množstvo zrážok.

Dlhodobá dynamika ročných amplitúd zrážok Ax je znázornená na obr. 7.

Priemerná dlhodobá hodnota (Ax) pre st. Kazaň, univerzita (1961-2003) je asi 15%, čo zodpovedá podmienkam polokontinentálnej klímy. V dlhodobej dynamike amplitúd zrážok Ax je slabo vyjadrený, ale stabilný klesajúci trend, čo naznačuje, že najzreteľnejšie sa prejavuje oslabenie kontinentálnej klímy Kazane.

čo sa prejavilo poklesom ročných amplitúd teploty vzduchu (obr. 2), sa prejavilo aj v dynamike zrážkového režimu.

1. Klimatické podmienky Kazane v 19. - 20. storočí prešli výraznými zmenami, ktoré boli výsledkom veľmi zložitých, nestacionárnych vplyvov na miestnu klímu mnohých rôzne faktory, medzi ktorými má významnú úlohu vplyv komplexu urbanistických faktorov.

2. Zmeny klimatických podmienok mesta sa najzreteľnejšie prejavili v otepľovaní podnebia Kazane a zmiernení jej kontinentality. Výsledkom otepľovania klímy v Kazani za posledných 176 rokov (1828-2003) bolo zvýšenie priemernej ročnej teploty vzduchu o 2,4°C, pričom väčšina Toto oteplenie (58,3% alebo 1,4°C) súviselo s rastom mesta, rozvojom jeho priemyselnej výroby, energetických a dopravných systémov, zmenami stavebných technológií, vlastnosťami použitých stavebných materiálov a ďalšími antropogénnymi faktormi.

3. Otepľovanie kazaňského podnebia a určité zmiernenie jeho kontinentálnych vlastností prinieslo primerané zmeny v environmentálnej situácii v meste. Zároveň sa predĺžilo trvanie bezmrazového obdobia (obdobie vegetácie), skrátilo sa trvanie vykurovacieho obdobia a zvýšila sa jeho priemerná teplota. Vznikli tak predpoklady pre hospodárnejšiu spotrebu paliva spotrebovaného v bytovej, komunálnej a priemyselnej sfére a pre znižovanie úrovne škodlivých emisií do ovzdušia.

Práca sa uskutočnila s finančnou podporou vedeckého programu „Ruské univerzity - základný výskum“, smer „Geografia“.

M.A. Vereshagin, Y.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogoľ. Dlhodobé zmeny teploty vzduchu a atmosférických zrážok v Kazani.

Analyzované sú dlhodobé zmeny teploty vzduchu a atmosférických zrážok v Kazani a ich prejavy v zmenách iných parametrov klímy, ktoré majú hodnotu a majú za následok určité zmeny ekologického systému mesta.

Literatúra

1. Adamenko V.N. Klíma veľkých miest (recenzia). - Obninsk: VNIIGMI-MTsD, 1975. - 70 s.

2. Berlyand M.E., Kondratyev K.Ya. Mestá a klíma planéty. - L.: Gidrometeoizdat, 1972. - 39 s.

3. Vereščagin M.A. O mezoklimatických rozdieloch na území Kazane // Otázky mezoklímy, cirkulácie a znečistenia atmosféry. Medziuniverzitné. So. vedecký tr. -Perm, 1988. - S. 94-99.

4. Drozdov O.A. Kolísanie zrážok v povodí Volga a zmeny hladiny Kaspického mora // 150 rokov meteorologického observatória Kazanského rádu práce

prvej štátnej univerzity Červeného praporu pomenovanej po. IN AND. Uljanov-Lenin. Dokl. vedecký conf. - Kazaň: Kazaňské vydavateľstvo. Univerzita, 1963. - S. 95-100.

5. Klíma mesta Kazaň / Ed. N.V. Kolobovej. - Kazaň: Kazaňské vydavateľstvo. Univerzita, 1976. - 210 s.

6. Klíma Kazane / Ed. N.V. Kolobová, Ts.A. Shwer, E.P. Naumova. - L.: Hydro-meteoizdat, 1990. - 137 s.

7. Kolobov N.V., Vereshchagin M.A., Perevedentsev Yu.P., Shantalinsky K.M. Posúdenie vplyvu rastu Kazane na zmeny v tepelnom režime v meste // Tr. Za-pSibNII. - 1983. - Vydanie. 57. - S. 37-41.

8. Kondratyev K.Ya., Matveev L.T. Hlavné faktory vzniku tepelných ostrovov vo veľkom meste // Dokl. RAS. - 1999. - T. 367, č. 2. - S. 253-256.

9. Kratzer P. Klíma mesta. - M.: Zahraničné vydavateľstvo. lit., 1958. - 239 s.

10. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Shantalinsky K.M. O dlhodobých výkyvoch teploty vzduchu podľa meteorologického observatória Kazanskej univerzity // Meteorológia a hydrológia. - 1994. - Číslo 7. - S. 59-67.

11. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Shantalinsky K.M., Naumov E.P., Tudriy V.D. Súčasné globálne a regionálne zmeny životné prostredie a podnebie. - Kazaň: UNIPRESS, 1999. - 97 s.

12. Perevedentsev Yu.P., Vereshchagin M.A., Naumov E.P., Nikolaev A.A., Shantalinsky K.M. Moderné klimatické zmeny na severnej pologuli Zeme // Uch. zap. Kazaň. un-ta. Ser. Prirodzené vedy. - 2005. - T. 147, Kniha. 1. - s. 90-106.

13. Chromov S.P. Meteorológia a klimatológia pre geografické odbory. - L.: Gidrometeoizdat, 1983. - 456 s.

14. Shver Ts.A. Atmosférické zrážky na území ZSSR. - L.: Gidrometeoizdat, 1976. - 302 s.

15. Environmentálne a hydrometeorologické problémy veľkých miest a priemyselných zón. Materiály int. vedecký Konf., 15.-17.10. 2002 - Petrohrad: Vydavateľstvo RGGMU, 2002. - 195 s.

Prijaté redaktorom 27.10.2005

Vereshchagin Michail Alekseevich - kandidát geografických vied, docent Katedry meteorológie, klimatológie a atmosférickej ekológie Kazanskej štátnej univerzity.

Perevedentsev Jurij Petrovič - doktor geografických vied, profesor, dekan Fakulty geografie a geoekológie Kazanskej štátnej univerzity.

Email: [chránený e-mailom]

Naumov Eduard Petrovič - kandidát geografických vied, docent Katedry meteorológie, klimatológie a atmosférickej ekológie Kazanskej štátnej univerzity.

Shantalinsky Konstantin Michajlovič - kandidát geografických vied, docent Katedry meteorológie, klimatológie a atmosférickej ekológie Kazanskej štátnej univerzity.

Email: [chránený e-mailom]

Gogol Felix Vitalievich - asistent na Katedre meteorológie, klimatológie a atmosférickej ekológie na Kazanskej štátnej univerzite.

Prečo sa vzduch nezohrieva priamo priamym slnečným žiarením? Aký je dôvod poklesu teploty s rastúcou nadmorskou výškou? Ako sa ohrieva vzduch nad zemským a vodným povrchom?

1. Ohrievanie vzduchu od zemského povrchu. Hlavným zdrojom tepla na Zemi je Slnko. Slnečné lúče, prenikajúce do vzduchu, ho však priamo nezohrievajú. Slnečné lúče najskôr ohrievajú povrch Zeme a potom sa teplo šíri do ovzdušia. Preto sa nižšie vrstvy atmosféry, v blízkosti zemského povrchu, viac zahrievajú, ale čím je vrstva vyššia, tým viac klesá teplota. Z tohto dôvodu je teplota vo vrstve troposféry nižšia. Na každých 100 m nadmorskej výšky klesne teplota v priemere o 0,6°C.

2. Denná zmena teploty vzduchu. Teplota vzduchu nad zemského povrchu nezostáva konštantná, mení sa v čase (dni, roky).
Denná zmena teploty závisí od rotácie Zeme okolo svojej osi a teda od zmien množstva slnečného tepla. Na poludnie je Slnko priamo nad hlavou, popoludní a večer je Slnko nižšie a v noci zapadá pod horizont a mizne. Preto teplota vzduchu stúpa alebo klesá v závislosti od polohy Slnka na oblohe.
V noci, keď slnečné teplo neprijíma, sa povrch Zeme postupne ochladzuje. Taktiež spodné vrstvy vzduchu sa pred východom slnka ochladzujú. Najnižšia denná teplota vzduchu teda zodpovedá dobe pred východom Slnka.
Po východe Slnka platí, že čím vyššie Slnko vychádza nad obzor, tým viac sa ohrieva povrch Zeme a úmerne tomu stúpa aj teplota vzduchu.
Popoludňajšie množstvo slnečné teplo postupne klesá. Ale teplota vzduchu stále stúpa, pretože namiesto slnečného tepla vzduch naďalej prijíma teplo šíriace sa z povrchu Zeme.
Preto sa najvyššia denná teplota vzduchu vyskytuje 2-3 hodiny po poludní. Potom teplota postupne klesá až do ďalšieho východu slnka.
Rozdiel medzi najvyššou a najnižšou teplotou počas dňa sa nazýva denná amplitúda teploty vzduchu (v latinčine amplitúda- rozsah).
Aby to bolo jasnejšie, uvedieme 2 príklady.
Príklad 1 Najvyššia denná teplota +30°C, najnižšia +20°C, amplitúda 10°C.
Príklad 2 Najvyššia denná teplota +10°C, najnižšia -10°C, amplitúda 20°C.
Denné zmeny teploty na rôznych miestach zemegule Zmiešaný. Tento rozdiel je obzvlášť viditeľný na súši a vode. Povrch zeme sa ohrieva 2-krát rýchlejšie ako povrch vody. Keď sa horná vrstva vody ohrieva, klesá dole, na jej mieste zospodu stúpa studená vrstva vody, ktorá sa tiež ohrieva. V dôsledku neustáleho pohybu sa povrch vody postupne ohrieva. Pretože teplo preniká hlboko do spodných vrstiev, voda absorbuje viac tepla ako zem. A preto sa vzduch nad pevninou rýchlo ohrieva a rýchlo ochladzuje a nad vodou sa postupne ohrieva a postupne ochladzuje.
Denné kolísanie teploty vzduchu v lete je oveľa väčšie ako v zime. Amplitúda dennej teploty klesá s prechodom z nižších do vyšších zemepisných šírok. Oblaky v zamračených dňoch tiež bránia zohrievaniu a ochladzovaniu zemského povrchu, to znamená, že znižujú amplitúdu teploty.

3. Priemerná denná a priemerná mesačná teplota. Na meteorologických staniciach sa teplota meria 4-krát počas dňa. Výsledky priemernej dennej teploty sú zhrnuté, výsledné hodnoty sú delené počtom meraní. Teploty nad 0°C (+) a nižšie (-) sa sčítavajú oddelene. Potom sa menšie číslo odčíta od väčšieho čísla a výsledná hodnota sa vydelí počtom pozorovaní. A výsledku predchádza znamienko (+ alebo -) väčšieho čísla.
Napríklad výsledky meraní teploty 20. apríla: čas 1 hodina, teplota +5°C, 7 hodín -2°C, 13 hodín +10°C, 19 hodín +9°C.
Celkom za deň 5°C - 2°C + 10°C + 9°C. Priemerná teplota cez deň +22°C: 4 = +5,5°C.
Priemerná mesačná teplota sa určuje z priemernej dennej teploty. Ak to chcete urobiť, spočítajte priemernú dennú teplotu za mesiac a vydeľte ju počtom dní v mesiaci. Napríklad súčet priemernej dennej teploty za september je +210°C: 30=+7°C.

4. Ročná zmena teploty vzduchu. Priemerná dlhodobá teplota vzduchu. Zmena teploty vzduchu počas roka závisí od polohy Zeme na jej obežnej dráhe, keď sa otáča okolo Slnka. (Pamätajte na dôvody zmeny ročných období.)
V lete sa zemský povrch vďaka priamemu slnečnému žiareniu dobre prehrieva. Okrem toho sa dni predlžujú. Na severnej pologuli je najteplejším mesiacom júl, najchladnejším mesiacom je január. Na južnej pologuli je to naopak. (Prečo?) Rozdiel medzi priemernou teplotou najteplejšieho mesiaca v roku a najchladnejšieho mesiaca sa nazýva priemerná ročná amplitúda teploty vzduchu.
Priemerná teplota ktoréhokoľvek mesiaca sa môže z roka na rok líšiť. Preto je potrebné brať priemerná teplota veľa rokov. V tomto prípade sa súčet priemerných mesačných teplôt vydelí počtom rokov. Potom dostaneme dlhodobú priemernú mesačnú teplotu vzduchu.
Na základe dlhodobých priemerných mesačných teplôt sa vypočíta priemerná ročná teplota. Na tento účel sa súčet priemerných mesačných teplôt vydelí počtom mesiacov.
Príklad. Súčet kladných (+) teplôt je +90°C. Súčet záporných (-) teplôt je -45°C, priemerná ročná teplota (+90°C - 45°C): 12 - +3,8°C.

Priemerná ročná teplota

5. Meranie teploty vzduchu. Teplota vzduchu sa meria teplomerom. V tomto prípade by teplomer nemal byť vystavený priamemu slnečnému žiareniu. V opačnom prípade bude pri zahrievaní ukazovať namiesto teploty vzduchu teplotu svojho skla a teplotu ortuti.

Môžete si to overiť umiestnením niekoľkých teplomerov v blízkosti. Po určitom čase každý z nich v závislosti od kvality skla a jeho veľkosti ukáže inú teplotu. Preto v povinné Teplota vzduchu by sa mala merať v tieni.

Na meteorologických staniciach je teplomer umiestnený v meteorologickej búdke so žalúziami (obr. 53.). Žalúzie vytvárajú podmienky pre voľný prienik vzduchu k teplomeru. Slnečné lúče tam nedosiahnu. Dvere búdky sa musia otvárať na severnú stranu. (Prečo?)


Ryža. 53. Búdka pre teplomer na meteostanici.

1. Teplota nad morom +24°C. Aká bude teplota vo výške 3 km?

2. Prečo nie je najnižšia teplota cez deň uprostred noci, ale v čase pred východom slnka?

3. Aký je denný teplotný rozsah? Uveďte príklady amplitúd teploty s rovnakými (iba kladnými alebo iba zápornými) hodnotami a zmiešanými hodnotami teploty.

4. Prečo sú amplitúdy teploty vzduchu nad pevninou a vodou také odlišné?

5. Z nižšie uvedených hodnôt vypočítajte priemernú dennú teplotu: teplota vzduchu o 13:00 - (-4°C), o 7:00 - (-5°C), o 13:00 - (-4°C), o 19. hodine - (-0°C).

6. Vypočítajte priemernú ročnú teplotu a ročnú amplitúdu.

Priemerná ročná teplota

Ročná amplitúda

7. Na základe svojich pozorovaní vypočítajte priemerné denné a mesačné teploty.

Ciele lekcie:

  • Identifikujte príčiny ročných výkyvov teploty vzduchu;
  • stanoviť vzťah medzi výškou Slnka nad horizontom a teplotou vzduchu;
  • ako používať počítač technická podpora informačný proces.

Ciele lekcie:

Vzdelávacie:

  • rozvíjanie zručností a schopností identifikovať príčiny zmien v ročných zmenách teploty vzduchu v rôznych častiach zeme;
  • vykresľovanie v Exceli.

Vzdelávacie:

  • rozvíjať zručnosti študentov pri zostavovaní a analýze teplotných grafov;
  • používanie Excelu v praxi.

Vzdelávacie:

Typ lekcie: Systematizácia ZUN a používanie počítača.

Vyučovacia metóda: Konverzácia, ústne kladenie otázok, praktická práca.

Vybavenie: Fyzická mapa Ruska, atlasy, osobné počítače (PC).

Počas vyučovania

I. Organizačný moment.

II. Hlavná časť.

učiteľ: Chlapci, viete, že čím vyššie je Slnko nad obzorom, tým väčší je uhol sklonu lúčov, takže povrch Zeme a z neho aj vzduch v atmosfére sa viac zahrieva. Pozrime sa na obrázok, analyzujeme ho a vyvodíme záver.

Študentská práca:

Pracujte v zošite.

Záznam vo forme diagramu. Snímka 3

Nahrávanie v texte.

Ohrievanie zemského povrchu a teplota vzduchu.

  1. Zemský povrch ohrieva Slnko a od neho sa ohrieva vzduch.
  2. Zemský povrch sa zahrieva rôznymi spôsobmi:
    • v závislosti od rôznych výšok Slnka nad horizontom;
    • v závislosti od podkladového povrchu.
  3. Vzduch nad zemským povrchom má rôzne teploty.

učiteľ: Chlapi, často hovoríme, že v lete, najmä v júli, je horúco a v januári zima. Ale v meteorológii, aby zistili, ktorý mesiac bol chladný a ktorý teplejší, počítajú z priemerných mesačných teplôt. Ak to chcete urobiť, musíte spočítať všetky priemerné denné teploty a rozdeliť ich počtom dní v mesiaci.

Napríklad súčet priemerných denných teplôt za január bol -200°C.

200: 30 dní ≈ -6,6 °C.

Sledovaním teploty vzduchu počas celého roka meteorológovia zistili, že najvyššie teploty vzduchu sú pozorované v júli a najnižšie v januári. A tiež sme zistili, že Slnko zaujíma najvyššiu polohu v júni -61° 50’ a najnižšiu v decembri 14° 50’. Tieto mesiace majú najdlhšiu a najkratšiu dĺžku dňa – 17 hodín 37 minút a 6 hodín 57 minút. Kto má teda pravdu?

Študent odpovedá: Ide o to, že v júli už vyhrievaný povrch naďalej dostáva, aj keď menej ako v júni, ale stále dostatočné množstvo teplo. Preto sa vzduch naďalej ohrieva. A v januári, hoci príchod slnečného tepla už o niečo stúpa, povrch Zeme je stále veľmi chladný a vzduch sa z neho stále ochladzuje.

Stanovenie ročnej amplitúdy vzduchu.

Ak zistíme rozdiel medzi priemernou teplotou najteplejšieho a najchladnejšieho mesiaca v roku, určíme ročnú amplitúdu kolísania teploty vzduchu.

Napríklad priemerná teplota v júli je +32 ° C a v januári -17 ° C.

32 + (-17) = 15° C. Toto bude ročná amplitúda.

Stanovenie priemernej ročnej teploty vzduchu.

Ak chcete zistiť priemernú teplotu v roku, musíte spočítať všetky priemerné mesačné teploty a vydeliť ich 12 mesiacmi.

Napríklad:

Žiacka práca: 23:12 ≈ +2° C - priemerná ročná teplota vzduchu.

Učiteľ: Môžete určiť aj dlhodobú teplotu toho istého mesiaca.

Stanovenie dlhodobej teploty vzduchu.

Napríklad: priemerná mesačná teplota v júli:

  • 1996 - 22 °C
  • 1997 - 23 °C
  • 1998 - 25 °C

Detské práce: 22+23+25 = 70:3 ≈ 24 °C

učiteľ: Teraz, chlapci, nájdite mesto Soči a mesto Krasnojarsk na fyzickej mape Ruska. Určite ich geografické súradnice.

Žiaci pomocou atlasov určujú súradnice miest, jeden zo žiakov ukazuje mestá na mape pri tabuli.

Praktická práca.

Dnes pri praktickej práci, ktorú robíte na počítači, budete musieť odpovedať na otázku: Budú sa grafy teploty vzduchu zhodovať pre rôzne mestá?

Každý z vás má na stole papier, na ktorom je znázornený algoritmus vykonania práce. V PC je uložený súbor s tabuľkou pripravenou na vyplnenie obsahujúcou voľné bunky na zadávanie vzorcov používaných pri výpočte amplitúdy a priemernej teploty.

Vykonávací algoritmus praktická práca:

  1. Otvorte priečinok Moje dokumenty, nájdite súbor Practical. práca 6. ročník
  2. Do tabuľky zadajte hodnoty teploty vzduchu v Soči a Krasnojarsku.
  3. Pomocou Sprievodcu grafom vytvorte graf pre hodnoty rozsahu A4: M6 (pomenujte graf a osi sami).
  4. Zväčšite vykreslený graf.
  5. Porovnajte (ústne) získané výsledky.
  6. Uložte dielo pod názvom PR1 geo (priezvisko).
mesiac Jan. feb. marca Apr. Smieť júna júla Aug. Sep. okt. Nov. dec.
Soči 1 5 8 11 16 22 26 24 18 11 8 2
Krasnojarsk -36 -30 -20 -10 +7 10 16 14 +5 -10 -24 -32

III. Záverečná časť lekcie.

  1. Zhodujú sa vaše teplotné grafy pre Soči a Krasnojarsk? prečo?
  2. Ktoré mesto má nižšie teploty vzduchu? prečo?

Záver:Čím väčší je uhol dopadu slnečných lúčov a čím bližšie je mesto k rovníku, tým vyššia je teplota vzduchu (Soči). Mesto Krasnojarsk sa nachádza ďalej od rovníka. Preto je tu uhol dopadu slnečných lúčov menší a údaje o teplote vzduchu budú nižšie.

Domáca úloha: odsek 37. Vytvorte graf teplôt vzduchu na základe vašich pozorovaní počasia za mesiac január.

Literatúra:

  1. Geografia 6. ročník. T.P. Gerasimová N.P. Neklyukova. 2004.
  2. Hodiny zemepisu 6. ročník. O. V. Rylová. 2002.
  3. Vývoj lekcií 6. ročník. NA. Nikitina. 2004.
  4. Vývoj lekcií 6. ročník. T.P. Gerasimová N.P. Neklyukova. 2004.