Почти любая отрасль народного хозяйства в своей практической деятельности неизбежно сталкивается с вопросами климата.
Аграриям, очень важно знать, какая погода будет в ближайшие дни, если они начинают сенокос или уборку урожая. Летчику, собирающемуся в дальний перелет, нужно знать, какая погода будет в день его вылета. Можно перечислить ряд практических мероприятий, для которых нужны прогнозы погоды, краткосрочные и долгосрочные.
Наряду с этим, плановая социалистическая система народного хозяйства, основанная на передовой науке и высокой механизации, требует для себя расчеты о режиме погоды на годы, а иногда и на десятки лет. Для этого используются многолетние данные о средних величинах тех или иных метеорологических элементов, об их наибольших и наименьших величинах, о повторяемости этих крайних величин, — на основании которых строится своего рода «бессрочный прогноз» климатического характера. Такие данные публикуются в климатических справочниках, необходимых для каждого инженера, каждого хозяйственника. С другой стороны, изучая закономерности изменений метеорологических элементов под влиянием тех или иных условий, можно заранее определить изменения местного климата, которые могут возникнуть в результате планируемых мероприятий. Только путем таких «прогнозов климата» можно правильно решать задачи мелиорации или улучшения климата.
Актуальностью данной курсовой работы, Объектом изучения курсовой работы, Предметом изучения является, Для реализации поставленной цели, Структура курсовой работы., Методическим обеспечением для выполнения курсовой, Целью исследования, Глава 1. Процесс нагревания и охлаждения воздуха
1.1 Тепловой режим атмосферы
Тепловым режимом атмосферы называют характер распределения и изменения температуры в атмосфере. Тепловой режим атмосферы определяется главным образом её теплообменом с окружающей средой, т. е. с деятельной поверхностью и космическим пространством.
За исключением верхних слоёв, атмосфера поглощает солнечную энергию сравнительно слабо. В частности, непосредственно солнечными лучами тропосфера нагревается незначительно. Основным источником нагревания нижних слоёв атмосферы является тепло, получаемое ими от деятельной поверхности. В дневные часы, когда приход радиации преобладает над излучением, деятельная поверхность нагревается, становится теплее воздуха, и тепло передаётся от неё воздуху. Ночью деятельная поверхность теряет тепло путём излучения и становится холоднее воздуха. В этом случае воздух отдаёт тепло почве, в результате чего сам он охлаждается. Перенос тепла между деятельной поверхности и атмосферой, а также в самой атмосфере может осуществляться с помощью следующих процессов 3, с. 93 — 95.
Атмосферный воздух
... в пище. Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – 5 дней, без воздуха – 5 минут. Воздух необходим всему живому на Земле. Атмосфера оберегает человечество от многочисленных опасностей из космоса. ... силы трения о воздух и на высоте около 60-70 км по большей части сгорают. Атмосфера определяет световой и регулирует тепловой режимы Земли, способствует перераспределению тепла на земном шаре. ...
1.2 Молекулярная теплопроводность
Воздух, соприкасающийся с деятельной поверхностью, обменивается с ней теплом посредством молекулярной теплопроводности. Однако вследствие того что коэффициент молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха сравнительно мал по сравнению с другими видами 3, с. 93 — 95.
1.3 Турбулентное перемешивание
Атмосферный воздух находится в постоянном движении. Движение отдельных его небольших порций, объёмом вихрей имеет неупорядоченный, хаотический характер. Такое движение называется турбулентным перемешиванием или турбулентностью. Турбулентность оказывает большое влияние на многие атмосферные процессы, в том числе и на теплообмене. В результате турбулентного перемешивания атмосферы возникает интенсивный перенос тепла из более тёплых слоёв в менее тёплые. Теплообмен между земной поверхностью и атмосферой посредством турбулентного перемешивания происходит значительно интенсивнее, чем теплообмен за счёт молекулярной теплопроводности воздуха. Так, летом в полуденное время над сушей турбулентный поток тепла при одинаковом градиенте температуры примерно в 10000 раз больше молекулярного. В отдельных случаях он может отличаться от молекулярного ещё больше 3, с. 93 — 95.
1.4 Тепловая конвекция
Тепловой конвекцией называется упорядоченный перенос отдельных объёмов воздуха в вертикальном направлении, возникающий в результате сильного нагрева нижнего слоя атмосферы. Тёплые порции воздуха как более лёгкие поднимаются, а их место занимают холодные, которые затем тоже нагреваются им поднимаются. Тепловая конвекция первоначально возникает как движение отдельных небольших струй, объёмов вихрей, которые постепенно сливаются, образуя мощный восходящий поток, сопровождаемый компенсирующими его нисходящими движениями в соседних районах. Вместе с перемешивающимися порциями воздуха происходит перенос тепла от более нагретых слоёв атмосферы к менее нагретым 3, с. 93 — 95.
Над сушей тепловая конвекция возникает в результате неравномерного нагревания разных участков деятельной поверхности почвы. Над морем она тоже возникает в случае, когда водная поверхность теплее прилежащих слоёв атмосферы. На водоёмах такое положение часто имеет место в холодное время года и в ночные часы. Конвективный перенос тепла при благоприятных условиях может охватывать по вертикали всю толщину тропосферы
1.5 Радиационная теплопроводность
Некоторую роль в передаче тепла от почвы к атмосфере играет излучение деятельной поверхностью длинноволновой радиации, поглощаемой нижними слоями атмосферы. Последние, нагреваясь, таким же способом последовательно передают тепло вышележащих слоёв атмосферы вниз. Над сушей этот поток проявляется главным образом в ночные часы, когда турбулентность резко ослаблена, а тепловая конвекция отсутствует 3, с. 93 — 95.
1.6 Влияние характера деятельной поверхности на нагревание на нагревание и охлаждение воздуха
Характер деятельной поверхности оказывает большое влияние на процессы нагревания и охлаждения прилегающего к ней слоя атмосферы. Тепловые воздействия суши и водной поверхности на атмосферу неодинаковы: деятельная поверхность суши отдаёт воздуху значительно большую часть тепла получаемого ею лучистого тепла (35 — 50 %), чем поверхность водоёмов, которая большую часть получаемого тепла отдаёт более глубоким слоям. Много тепла на водоёмах затрачивается также на испарение воды и лишь незначительная его часть расходуется на нагревание воздуха. Поэтому в периоды нагревания суши воздух над ней оказывается теплее, чем над водной поверхностью. Когда деятельная поверхность охлаждается путём излучения, то суша, не накопившая достаточного запаса тепла, сравнительно быстро охлаждает прилегающие слои воздуха.
Инженерная защита атмосферы
... проекта - приобретение опыта проектирования аппаратурно-технологической схемы защиты атмосферы от промышленных выбросов. Задачи: практическое закрепление изученных ... годовой суточной амплитудой колебаний температуры воздуха. В годовом ходе самая низкая средняя температура приходится на январь и ... При добавлении воды к CaO выделяется много тепла и образуется гашеная известь (гидроксид кальция). При ...
Моря, океаны, большие озёра в теплое время года накапливают в своей тоще значительное количество тепла. В зимнее время они отдают его воздуху. Поэтому воздух над водными поверхностями зимой теплее, чем над сушей.
Поверхность материков в свою очередь являются неодинаковыми. Леса, болота, степи, поля отдают воздуху неодинаковое количество тепла. Кроме того, почвы различных видов также оказывают неодинаковое термическое влияние на воздух.
Зимой снежный покров способствует понижению температуры проходящего над ним воздуха. Объясняется это большой относительной излучательной и отражательной способностью снежного покрова 3, с. 95 — 96.
1.7 Влияние растительного покрова и городских условий на температуру воздуха
Растительный покров оказывает большое влияние на температуру воздуха. Поверхность густого растительного покрова поглощает почти всю приходящую к ней радиацию и практически является деятельной поверхностью. Прилегающей к ней воздух днём прогревается, а по направлению вверх и вниз от этой поверхности температура убывает. Ночью над поверхностью растительного покрова в результате её излучения воздух оказывается наиболее холодным. В редком растительном покрове охлаждённый воздух несколько опускается до уровня с более густой листвой. Днём воздух над растительным покровом нагревается, а ночью охлаждается меньше чем над оголённым почвой. Это объясняется большой теплоёмкостью растительного покрова, а также тем, что часть лучистой энергии, поступающей на растительный покров, расходуется в нём на различные физические и биологические процессы, главным образом на испарение.
В лесу максимальные и минимальные температуры воздуха наблюдаются над кронами деревьев или, если листва редкая, несколько ниже крон. Поэтому наибольшие амплитуды также отмечаются над кронами, а выше и ниже они уменьшаются. Из многочисленных наблюдений за температурой воздуха в лесу, под кронами деревьев, и в открытом поле установлено, в среднем температура в лесу ниже, чем в поле. Повышая ночные минимумы и понижая дневные максимумы, лес сглаживает суточные колебания температуры. Амплитуды суточного хода температуры воздуха в лесу примерно на 2°С меньше, чем в поле.
Тепловой режим города. Города оказывают значительное влияние на температуру воздуха. В летнее время жилые здания, различные городские сооружения, дорожные покрытия и др., нагреваясь, отдают свое тепло воздуху. Поэтому температура воздуха в городе оказывается выше, чем в его окрестностях. Особенно велико это различие в вечерние часы, когда здания и сооружения, сильно нагревшиеся днем, постепенно отдают свое тепло воздуху. Кроме того, в городе почти отсутствуют участки открытой почвы и сравнительно малы площади растительного покрова, поэтому здесь меньше затраты тепла на испарение. Это также способствует повышению температуры воздуха в городе.
Исследование влияния физических упражнений на открытом воздухе ...
... занятиях на свежем воздухе происходит повышение устойчивости организма к воздействию неблагоприятных природно-климатических условий (высокой и низкой температуры, влажности и движения воздуха, ... условия занятий физическими упражнениями, когда естественные факторы среды дополняют, усиливают и оптимизируют воздействие физических упражнений. При организации специальных процессов, в ходе которых ...
Зимой в городах вследствие пониженной прозрачности воздуха меньше эффективное излучение. Поэтому температура воздуха в городе зимой тоже несколько выше, чем в окрестностях. Наблюдениями установлено, что среднегодовые температуры воздуха в городах на 0,5—1,0 °С выше, чем в окрестностях. Чем крупнее города, тем больше эта разность 8, с. 283 — 285.
1.8 Суточный и годовой ход температуры
Суточный ход температуры воздуха определяется соответствующим ходом температуры деятельной поверхности. Нагревание и охлаждение воздуха зависят от термического режима деятельной поверхности. Тепло, поглощенное этой поверхностью, частично распространяется в глубь почвы или водоема, а другая его часть отдается прилегающему слою атмосферы и затем распространяется в вышележащие слои. При этом происходит некоторое запаздывание роста и понижения температуры воздуха по сравнению с изменением температуры почвы.
Минимальная температура воздуха на высоте 2 м наблюдается перед восходом солнца. По мере поднятия солнца над горизонтом температура воздуха в течение 2—3 ч быстро повышается. Затем рост температуры замедляется. Максимум ее наступает через 2—3 ч после полудня. Далее температура понижается— сначала медленно, а затем более быстро.
Над морями и океанами максимум температуры воздуха наступает на 2—3 ч раньше, чем над материками, причем амплитуда суточного хода температуры -воздуха над крупными водоемами больше амплитуды колебания температуры водной поверхности. Это объясняется тем, что поглощение солнечной радиации воздухом и собственное его излучение над морем значительно больше, чем над сушей, так как над морем в воздухе содержится больше водяного пара.
Особенности суточного хода температуры воздуха выявляются при осреднении результатов длительных наблюдений. При таком осреднении исключаются отдельные непериодические нарушения суточного хода температуры, связанные с вторжениями холодных и теплых воздушных масс. Эти вторжения искажают суточный ход температуры. Например, при вторжении днем холодной воздушной массы температура воздуха над некоторыми пунктами иногда понижается, а не повышается. При вторжении же тёплой массы ночью температура может повышаться.
При установившейся погоде изменение температуры воздуха в течение суток выражено довольно отчетливо. Но амплитуда суточного хода температуры воздуха над сушей всегда меньше амплитуды суточного хода температуры поверхности почвы. Амплитуда суточного хода температуры воздуха зависит от ряда факторов.
Широта места. С увеличением широты места амплитуда суточного хода температуры воздуха убывает. Наибольшие амплитуды наблюдаются в субтропических широтах. В среднем за год рассматриваемая амплитуда составляет в тропических областях около 12°С, в умеренных широтах 8—9°С, у Полярного круга 3—4°С, в Заполярье 1—2°С.
Время года. В умеренных широтах наименьшие амплитуды наблюдаются зимой, а наибольшие — летом. Весной они несколько больше, чем осенью. Амплитуда суточного хода температуры зависит не только от дневного максимума, но и от ночного минимума, который тем ниже, чем продолжительнее ночь. В умеренных и высоких широтах за короткие летние ночи температура не успевает упасть до очень низких значений и потому амплитуда здесь остается сравнительно небольшой. В полярных областях в условиях круглосуточного полярного дня амплитуда суточного хода температуры воздуха составляет, всего около 1 °С. В полярную ночь суточные колебания температуры почти не наблюдаются. В Заполярье наибольшие амплитуды отмечаются весной и осенью. На острове Диксон наибольшая амплитуда в эти сезоны составляет в среднем 5—6 °С.
Наибольшие амплитуды суточного хода температуры воздуха наблюдаются в тропических широтах, причем они здесь мало зависят от времени года. Так, в тропических пустынях эти амплитуды в течение всего года составляют 20—22 °С.
Характер деятельной поверхности. Над водной поверхностью амплитуды суточного хода температуры воздуха меньше, чем над сушей. Над морями и океанами они составляют в среднем 2—3°С. С удалением от берегов в глубь материка амплитуды увеличиваются до 20—22 °С. Аналогичное по характеру, но более слабое влияние на суточный ход температуры воздуха оказывают внутренние водоемы и сильно увлажненные поверхности (болота, места с обильной растительностью).
В сухих степях и пустынях среднегодовые амплитуды суточного хода температуры воздуха достигают 30 °С.
Облачность. Амплитуда суточного хода температуры воздуха в ясные дни больше, чем в облачные, так как колебания температуры воздуха находятся в прямой зависимости от колебаний температуры деятельного слоя, которые в свою очередь непосредственно связаны с количеством и характером облаков.
Рельеф местности. На суточный ход температуры воздуха значительное влияние оказывает рельеф местности, на что впервые обратил внимание А. И. Воейков. При вогнутых формах рельефа (котловины, ложбины, долины) воздух соприкасается с наибольшей площадью подстилающей поверхности. Здесь воздух днем застаивается, а ночью охлаждается над склонами и стекает на дно. В результате этого увеличивается как дневное нагревание, так и ночное охлаждение воздуха внутри вогнутых форм рельефа по сравнению с равнинной местностью. Тем самым увеличиваются и амплитуды суточных колебаний температуры в таком рельефе. При выпуклых формах рельефа (горы, холмы, возвышенности) воздух соприкасается с наименьшей площадью подстилающей поверхности. Влияние деятельной поверхности на температуру воздуха уменьшается. Таким образом, амплитуды суточного хода температуры воздуха в котловинах, ложбинах, долинах больше, чем над равнинами, а над последними они больше, чем над вершинами гор и холмов.
Высота над уровнем моря. С увеличением высоты места амплитуда суточного хода температуры воздуха уменьшается, а моменты наступления максимумов и минимумов сдвигаются на более позднее время. Суточный ход температуры с амплитудой 1—2°С наблюдается даже на высоте тропопаузы, но здесь он уже обусловлен поглощением солнечной радиации озоном, содержащимся в воздухе.
Годовой ход температуры воздуха определяется, прежде всего, годовым ходом температуры деятельной поверхности. Амплитуда годового хода представляет собой разность среднемесячных температур самого тёплого и самого холодного месяцев.
В северном полушарии на континентах максимальная средняя температура воздуха наблюдается в июле, минимум в январе. На океанах и побережье материков экстремальные температуры наступают несколько позднее: максимум — в августе, минимум — в феврале — марте. На суше амплитуды годового хода температуры воздуха значительно больше, чем над водной поверхностью.
Большое влияние на амплитуду годового хода температуры воздуха оказывает широта места. Наименьшая амплитуда наблюдается в экваториальной зоне. С увеличением широты места амплитуда увеличивается, достигая наибольших значений в полярных широтах. Амплитуда годовых колебаний температуры воздуха зависит также от высоты места над уровнем моря. С увеличением высоты амплитуда уменьшается. Большое влияние оказывают на годовой ход температуры воздуха погодные условия: туман, дождь и главным образом облачность. Отсутствие облачности зимой приводит к понижению средней температуры самого холодного месяца, а летом — к повышению средней температуры самого теплого месяца.
Годовой ход температуры воздуха в разных географических зонах разнообразен. По величине амплитуды и по времени наступления экстремальных температур выделяют четыре типа годового хода температуры воздуха.
1. Экваториальный тип. В экваториальной зоне в году наблюдаются два максимума температуры — после весеннего и осеннего равноденствия, когда солнце над экватором в полдень находится в зените, и два минимума — после зимнего и летнего солнцестояния, когда солнце находится на наименьшей высоте. Амплитуды годового хода здесь малы, что объясняется малым изменением притока тепла в течение года. Над океанами амплитуды составляют около 1 °С, а над континентами 5—10°С.
2. Тип умеренного пояса. В умеренных широтах также отмечается годовой ход температуры с максимумом после летнего и минимумом после зимнего солнцестояния. Над материками северного полушария максимальная среднемесячная температура наблюдается в июле, над морями и побережьями — в августе. Годовые амплитуды увеличиваются с широтой. Над океанами и побережьями они в среднем составляют 10—15 °С, над материками 40—50 °С, а на широте 60° достигают 60 °С.
3. Полярный тип. Полярные районы характеризуются продолжительной холодной зимой и сравнительно коротким прохладным летом. Годовые амплитуды над океаном и побережьями полярных морей составляют 25—40 °С, а на суше превышают 65 °С. Максимум температуры наблюдается в августе, минимум — в январе.
Рассмотренные типы годового хода температуры воздуха выявляются из многолетних данных и представляют собой правильные периодические колебания. В отдельные годы под влиянием вторжений теплых или холодных масс возникают отклонения от приведенных типов. Частые вторжения морских воздушных масс на материк приводят к уменьшению амплитуды. Вторжения континентальных воздушных масс на побережья морей и океанов увеличивают амплитуду в этих районах. Непериодические изменения температуры связаны главным образом с адвекцией воздушных масс. Например, в умеренных широтах значительные непериодические похолодания происходят при вторжении холодных воздушных масс из Арктики. При этом весной нередко отмечаются возвраты холода. При вторжении в умеренные широты тропических воздушных масс осенью наблюдаются возвраты тепла 8, с. 285 — 291.
Глава 2. Характеристика температуры воздуха
В формировании температурного режима первостепенную роль играет географическое положение района. Приход солнечной радиации обусловлен географической широтой и временем года. Летом солнце поднимается высоко над горизонтом и день длинный, зимой — наоборот. Поэтому существует большая разница в притоке солнечной энергии в различные сезоны, на протяжении дня. В результате чего и температура воздуха изменяется в широких пределах. Кроме того, периодический ход температуры часто нарушается резкими непериодическими изменениями, обусловленными циркуляции атмосферы — сменой воздушных масс, прохождением фронтов, циклонов, антициклонов.
Поскольку район Туапсе географически находится на границе двух климатических поясов, температурные условия характеризуются большой изменчивостью, а из-за большого притока солнечной радиации в среднем наблюдается довольно высокая годовая температура воздуха. Об этом свидетельствуют данные (табл. 2.1), где приведены средние значения температуры воздуха за отдельные периоды и за весь ряд наблюдений в целом.
В период с 1946 по 1965 гг наблюдения за температурой воздуха производились в 01, 07, 13 и 19 часов, т.е. четыре раза в сутки. В период с 1966 по 1985 годы наблюдения за температурой воздуха производились в 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 и 21 час, т.е. восемь раз в сутки. Подсчёт средних температур за каждый месяц выполнен за два периода по 20 лет для сравнения. Естественно, что точность средней температуры воздуха за месяц, рас считанной по наблюдениям за 8 сроков выше, чем по наблюдениям за 4 срока. Данные, показывают, что в декабре, январе и во все три летние месяца средняя температура воздуха при 4-х срочных наблюдениях несколько завышена, в остальные месяц года наоборот занижена. Причём, особенно заметное занижение температуры при четырёх сроках наблюдений прослеживается в мае и апреле, когда в дневное время воздух может хорошо прогреваться, а сроком наблюдений 13 часов этот прогрев не фиксируется и на более тёплое время суток 14-16 часов, наблюдениями не охвачено.
Описание годового хода температуры воздуха выполняем по наблюдениям за весь период, 1903-1985 гг.
Таблица 2.1 Средняя температура воздуха
месяц |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
1946-1965 гг |
4,7 |
4,9 |
6,6 |
11,2 |
16,2 |
20,6 |
23,2 |
23,3 |
19,3 |
14,2 |
10,4 |
7,2 |
|
1966-1985 гг |
4,6 |
5,2 |
7,6 |
12,1 |
16,6 |
20,1 |
22,9 |
23,0 |
19,4 |
14,4 |
10,7 |
6,7 |
|
1903-1985 гг |
4,5 |
4,9 |
7,2 |
11,4 |
16,2 |
20,2 |
23,1 |
23,2 |
19,6 |
14,8 |
10,7 |
6,8 |
|
наибольшая |
11,3 |
9,1 |
10,2 |
14,7 |
19,5 |
23,3 |
26,6 |
26,5 |
23,4 |
19,2 |
14,6 |
11,0 |
|
год |
1915 |
1955 |
1951 |
1950 |
1968 |
1924 |
1938 |
1929 |
1937 |
1919 |
1966 |
1981 |
|
наименьшая |
-2,8 |
-1,4 |
2,2 |
8,2 |
13,6 |
17,6 |
20,6 |
20,2 |
16,2 |
10,3 |
4,0 |
2,0 |
|
год |
1950 |
1911 |
1929 |
1945 |
1915 |
1919 |
1985 |
1923 |
1959 |
1951 |
1920 |
1948 |
|
Годовой ход средней температуры воздуха, (табл. 2.1), в районе Туапсе выражен хорошо. На протяжении года наблюдается естественное повышение температуры к лету и понижение её к зиме. Чёткую границу сезонов в исследуемом районе установить трудно. Условно будем считать за смену сезонов устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через 10° — весна, через 15° — лето, ниже 15° — осень, ниже 10° — зима. Сразу следует пояснить, что относительно устойчивый характер по температурному режиму в описываемом районе носит только лето.
Также условно весь год мы разделили на три периода — холодный: декабрь, январь и февраль, март; умеренный: апрель, май и октябрь, ноябрь; тёплый: июнь, июль; август и сентябрь 11, с. 85 — 87.
2.1 Особенности циркуляции холодного периода года
Характерной особенностью циркуляции холодного периода является стационарное положение азиатского антициклона, отрог которого достигает территории Северного Кавказа. Над Чёрным морем в это время господствует пониженное давление. При ослаблении отрога; на юге начинает развиваться циклоническая деятельность, связанная с выходом средиземноморских циклонов. В первом случае в холодный период года вероятно похолодание разной степени, во втором происходит вынос тёплых воздушных масс. Средняя многолетняя температура воздуха холодного периода изменяется от 4,5 до 7,2°С (табл. 2.1).
При этом средняя температура марта и декабря выше 5°С, а января и февраля — ниже 5°С. В среднем январь является наиболее холодным месяцем, но в отдельные годы бывает холоднее то январь, то февраль, причём при равной повторяемости. Интересно отметить, что за исследуемый период были холоднее января: 12 раз декабрь и 16 раз март. Март был холоднее февраля 13 раз, холоднее декабря 35 раз. И что самое удивительное — март два раза, в 1929 и 1952 годах, был самым холодным месяцем года. Еще девять раз за весь период наиболее холодным месяцем года был декабрь. В остальных 67 случаях поровну то январь, то февраль — наиболее холодные месяцы года 11, с. 87 — 88.
2.2 Особенности циркуляции умеренного периода года
Умеренный период года состоит из двух, и первый является переходным от зимы к лету, а второй — от лета к зиме. В умеренный период года наблюдается ослабление влияния азиатского антициклона и усиление влияния азорского антициклона. Т.е, наиболее часто в этот период года наблюдаются синоптические процессы антициклонического характера.
Что же можно отнести к особенностям хода температуры в умеренный период года. В месяцы умеренного периода наблюдается значительно большая изменчивость средней температуры воздуха от месяца к месяцу, нежели в холодный и тёплые периоды. Так, от марта к апрелю и от апреля к маю наблюдается резкое увеличение температуры воздуха на 4-5°. Так же сильно, но в сторону понижения, изменяется температура воздуха от сентября к октябрю и от октября к ноябрю, (табл. 2.1).
Никогда средняя температура мая не бывает ниже средней температуры апреля, хотя в редких случаях наблюдаются близкие их значения. Например, в 1917 году средняя температура апреля была 13,0°С, а мая — 13,9°С. Зато часто бывают годы, когда средняя температура мая выше средней температуры апреля на 5-7°С.
В среднем разность между средними температурами октября и ноября равна 4°С. Почти всегда октябрь бывает теплее ноября, но наблюдаются годы, когда средние температуры октября и ноября отличаются всего на 1-2°С. А в 1951 и 1977 годах октябрь оказался холоднее ноября. Зато в некоторые годы разность между средними месячными температурами воздуха октября и ноября достигает 7-10С°. В этом случае октябрь, как правило, бывает очень тёплым, а ноябрь умеренным. Например, в 1975 году средняя температура октября составила 19,0С°, а ноября — 11,1С°. Может оказаться октябрь умеренным, а ноябрь очень холодным. Например, в 1953 году средняя температура октября составила 14,6°С, а ноября — всего 4,4°С.
2.3 Циклоническая деятельность тёплого периода
Циклоническая деятельность в тёплый период года значительно ослабевает. Погода в основном формируется за счёт трансформации воздушных масс азорских и арктических антициклонов.
По средним многолетним данным тёплого периода хорошо видно как мало меняется температура воздуха от месяца к месяцу. Особенно это характерно для июля и августа — самых тёплых месяцев, как тёплого периода, так и всего года. Наиболее высокая средняя месячная температура чаще наблюдается в августе, чем в июле. Интересно отметить, что за весь период наблюдений июнь был два раза теплее июля и тоже два paзa теплее августа, два раза теплее августа был сентябрь, один раз сентябрь оказался теплее июля. Наиболее холодным в тёплом периоде бывает то июнь, то сентябрь, но более часто всё-таки сентябрь. Только один раз в 1925 году наиболее холодным месяцем тёплого периода оказался август, а в 1924 году тоже наиболее холодным был июль.
В (табл. 2.2), приведены сведения о наибольшей и наименьшей средней месячной температуре воздуха. Средняя многолетняя температура характеризует наиболее вероятную среднюю месячную температуру, которая наблюдается в исследуемом районе. Естественно, что она не остаётся постоянной и изменяется в разные годы — бывает то ниже, то выше средней. Наибольшая и наименьшая средняя месячная температура и показывает в каких пределах средняя месячная температура может изменяться в изучаемом районе. Наибольшей изменчивостью от года к году отличается температура в зимние месяцы. Так, например, в январе при средней многолетней температуре воздуха 4,5°С, в 1915 году она достигала 11,3°С, а в 1950 г понижалась до -2,8°С. В период с апреля по август изменчивость средней месячной температуры от года к году никогда не достигает 4°С, всегда бывает ниже.
Таблица 2.2 Повторяемость среднемесячной температуры воздуха по градациям
Месяц |
I |
II |
Ш |
IV |
V |
VI |
VII |
VII |
IX |
X |
XI |
ХП |
Год |
|
-2,8-2 |
1 |
1 |
||||||||||||
-1,9-1 |
1 |
1 |
2 |
|||||||||||
-0,9-0 |
||||||||||||||
0,1-1 |
1 |
5 |
6 |
|||||||||||
1,1-2 |
7 |
7 |
1 |
15 |
||||||||||
2,1-3 |
12 |
3 |
1 |
3 |
19 |
|||||||||
3,1-4 |
10 |
10 |
2 |
1 |
5 |
28 |
||||||||
4,1-5 |
11 |
9 |
6 |
1 |
7 |
34 |
||||||||
5,1-6 |
10 |
18 |
13 |
13 |
54 |
|||||||||
6, l-7 |
14 |
12 |
15 |
3 |
16 |
60 |
||||||||
7,1-8 |
6 |
9 |
18 |
3 |
12 |
48 |
||||||||
8,1-9 |
4 |
5 |
14 |
4 |
5 |
11 |
43 |
|||||||
9,1-10 |
1 |
1 |
10 |
10 |
12 |
8 |
42 |
|||||||
10,1-11 |
2 |
18 |
3 |
16 |
8 |
44 |
||||||||
11,1-12 |
1 |
23 |
3 |
17 |
44 |
|||||||||
12,1-13 |
16 |
10 |
13 |
39 |
||||||||||
13,1-14 |
6 |
6 |
9 |
8 |
29 |
|||||||||
14,I-15 |
4 |
11 |
21 |
1 |
37 |
|||||||||
15,1-16 |
17 |
16 |
33 |
|||||||||||
16,1-17 |
31 |
2 |
7 |
40 |
||||||||||
17,1-18 |
9 |
2 |
14 |
7 |
1 |
33 |
||||||||
18,1-19 |
6 |
13 |
15 |
4 |
38 |
|||||||||
19,1-20 |
1 |
24 |
16 |
1 |
42 |
|||||||||
20,1-21 |
21 |
3 |
5 |
23 |
52 |
|||||||||
21,1-22 |
18 |
10 |
11 |
7 |
46 |
|||||||||
22,1-23 |
3 |
31 |
18 |
2 |
54 |
|||||||||
23,1-24 |
1 |
24 |
26 |
2 |
53 |
|||||||||
24,1-25 |
13 |
16 |
29 |
|||||||||||
25,1-26 |
1 |
4 |
5 |
|||||||||||
26,1-27 |
1 |
2 |
3 |
|||||||||||
По данным (табл. 2.2), хорошо видно, в какие месяцы года какую температуру следует ожидать наиболее часто, как велика изменчивость средней месячной температуры. Кроме того, хорошо видна большая изменчивость средней месячной температуры в январе и ноябре. В эти месяцы средняя температура может быть и довольно низкой и весьма высокой. Правда и низкая и высокая температуры наблюдаются в единичные годы и в январе следует преимущественно ожидать среднюю месячную температуру в пределах 2-7°С, а в ноябре — в пределах 9-13°С. Интересно отметить, что в марте и декабре наблюдается довольно близкое распределение средней месячной температуры по градациям и наиболее вероятная средняя месячная температура в эти месяцы в пределах 5-10°С. В апреле и ноябре наиболее часто средняя месячная температура бывает в пределах 9-I3°С. В общем относительно небольшая изменчивость средней месячной температуры наблюдается мае, июне, июле и августе, а наиболее часто встречающаяся температура в эти месяцы соответственно I5-I7°С, 19-22°С, 22-24°С и 22-25°С.
За период с 1903 по 1985 годы исследовано 973 месяца, в этом промежутке наблюдалось 3 месяца с отрицательной средней месячной температурой, 349 месяцев с температурой в пределах 0,1 — 10°С, 379 месяцев с температурой в пределах 10,1-20°С и 242 месяца со средней месячной температурой воздуха в пределах 20,1-27°С 11, с. 88 — 95.
Средняя многолетняя температура воздуха в районе Туапсе составила 13,6°С. Из года в год температура воздуха не остаётся постоянной, но колебания небольшие и достигают в экстремальном случае 3,5°С. За исследуемый период 33 года средняя температура была ниже 13,6°С, в том числе 13 лет она была ниже 13°С. 36 лет средняя температура была выше 13,6°С, в том числе 24 года она была выше 14°, а I год выше 15°С. Характерным для многолетнего хода температуры является цикличность похолоданий и потеплений. Причём цикличность составляет 2 года и лишь в отдельных случаях периоды, когда средняя годовая температура растёт или падает, увеличивается до3-4 лет. Например, температурный фон был повышен с 1922 по 1927 гг. и с 1934 по 1939 гг., когда во все годы указанных периодов средняя температура была выше средней многолетней. И, наоборот, ниже средней многолетней удерживалась средняя годовая температура в период с 1945 по 1950 гг. и с 1976 по 1985 гг. В последнем периоде исключение составили 1979 и 1981 г., когда средняя температура года превысила 14°С, тогда как в остальные годы этого периода она была ниже 13,6°С. (табл. 2.3).
Таблица 2.3 Годовая температура воздуха
Год |
1904 |
1905 |
1906 |
1907 |
1908 |
1909 |
1910 |
1911 |
1912.. |
1915.. |
1918 |
|
t°С |
13,3 |
13,8 |
14,1 |
12,9 |
13,2 |
14,6 |
14,1 |
12,3 |
13,1 |
14,2 |
13,7 |
|
Год |
1919 |
1920 |
1921 |
1922 |
1923 |
1924 |
1925 |
1926 |
1927 |
1928.. |
1930 |
|
t°С |
14,3 |
12,9 |
12,9 |
14,3 |
14,5 |
13,8 |
13,8 |
13,8 |
13,7 |
13,2 |
14,2 |
|
Год |
1932 |
1933 |
1934 |
1935 |
1936 |
1937 |
1938 |
1939 |
1940 |
1941.. |
1944 |
|
t°С |
13,1 |
13,0 |
14,1 |
14,2 |
14,3 |
14,8 |
14,1 |
14,0 |
13,6 |
13,0 |
13,5 |
|
Год |
1946 |
1947 |
1948 |
1949 |
1950 |
1951 |
1952 |
1953 |
1954 |
1955 |
1956 |
|
t°С |
13,1 |
13,6 |
12,9 |
12,6 |
13,0 |
13,9 |
14,0 |
12,8 |
13,7 |
14,3 |
12,0 |
|
Год |
1958 |
1959 |
1960 |
1961 |
1962 |
1963 |
1964 |
1965 |
1966 |
1967 |
1968 |
|
t°С |
13,6 |
12,9 |
14,0 |
13,8 |
14,7 |
13,6 |
13,0 |
13,4 |
15,5 |
13,3 |
13,9 |
|
Год |
1970 |
1971 |
1972 |
1973 |
1974 |
1975 |
1976 |
1977 |
1978 |
1979 |
1960 |
|
t°С |
14,1 |
14,1 |
13,5 |
13,0 |
13,6 |
14,1 |
12,6 |
13,1 |
13,2 |
14,4 |
13,5 |
|
Год |
1982 |
1983 |
1984 |
1985 |
Средняя |
Наибольшая |
год |
Наименьшая |
||||
t°С |
13,1 |
13,3 |
13,6 |
12,7 |
13,6 |
15,5 |
1966 |
12,0 |
||||
2.4 Анализ средне годовой температуры воздуха
Материалы наблюдений за январь, июль и годовые обработаны методом скользящих пятилетних средних, который позволяет сгладить сравнительно короткие изменения и выявить более продолжительные колебания. (табл. 2.4).
Таблица 2.4 Средняя годовая температура воздуха по пятилетиям и отклонения от средней многолетней температуры
Пятилетия |
Январь — 4,5 0 Средние отклонения |
Июль — 23,1 0 Средние отклонения |
Годовая — 13,6 0 Средние отклонения |
||||
1906-10 |
3,8 |
-0,7 |
23,1 |
0 |
13,7 |
0,1 |
|
1911-15 |
5,0 |
0,5 |
22,3 |
-0,8 |
13,2 |
-0,4 |
|
1916-20 |
6,5 |
2,0 |
22,3 |
-0,8 |
13,9 |
0,3 |
|
1921-25 |
5,2 |
0,7 |
22,9 |
-0,2 |
13,9 |
0,3 |
|
1926-30 |
4,9 |
0,4 |
23,5 |
0,4 |
13,4 |
-0,2 |
|
1931-35 |
4,2 |
-0,3 |
22,9 |
-0,2 |
13,6 |
0 |
|
1936-40 |
5,4 |
0,9 |
24,9 |
1,8 |
14,2 |
0,6 |
|
1941-45 |
4,3 |
-0,2 |
22,7 |
-0,4 |
12,9 |
-0,7 |
|
1946-50 |
2,6 |
-1,9 |
22,8 |
-0,3 |
13,1 |
-0,5 |
|
1951-55 |
5,7 |
1,2 |
23,5 |
0,4 |
13,7 |
-0,1 |
|
1956-60 |
6,3 |
1,8 |
23,0 |
-0,1 |
13,3 |
-0,3 |
|
1961-65 |
4,1 |
-0,4 |
23,4 |
0,3 |
13,7 |
0,1 |
|
1966-70 |
5,7 |
1,2 |
22,9 |
-0,2 |
14,0 |
0,4 |
|
1971-75 |
2,9 |
-1,6 |
23,5 |
0,4 |
13,7 |
0,1 |
|
1976-80 |
3,8 |
-0,7 |
22,7 |
-0,4 |
13,4 |
-0,2 |
|
1981-85 |
5,9 |
1,4 |
22,3 |
-0,8 |
13,4 |
-0,2 |
|
Сумма + |
10,1 |
3,3 |
1,9 |
||||
Сумма — |
5,8 |
4,2 |
2,6 |
||||
Интересными оказываются выводы из данных этой таблицы. Так, в январе сумма положительных отклонений вдвое больше, нежели сумма отрицательных отклонений. В июле и в целом за год наоборот больше сумма отрицательных отклонений.
Важным дополнением к средним месячным значениям температуры воздуха при описании термического режима являются экстремальные значения температуры. В (табл. 2.5), приведены абсолютные максимум и минимум температуры воздуха. Подсчитаны также средние из абсолютных минимумов и максимумов, которые характеризуют наиболее вероятные в любой год экстремальные температуры.
Характерной особенностью района, отличающегося активной циркуляцией атмосферы, является большая изменчивость температуры воздуха. Так, по данным (табл. 2.5), видно, что даже в наиболее холодные месяцы года январе и феврале температура воздуха в дневное время может повыситься до 20-24°С. В то же время бывают случаи очень сильного понижения температуры до 18-19° ниже нуля. В тёплую половину года температура воздуха в редких случаях достигала 36-41°С в то же время абсолютный минимум изменялся от 2 до 10°С в разные месяцы тёплого периода года. Можно отметить, что в исследуемом районе отрицательная температура наблюдается с октября по декабрь и с января по апрель.
Таблица 2.5 Абсолютный максимум и минимум температуры воздуха
месяц |
I |
II |
III |
VI |
V |
VI |
VII |
VII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
Абсолютный минимум |
-7,2 |
-7,0 |
-3,1 |
2,3 |
7,1 |
11,2 |
14,7 |
14,2 |
9,6 |
3,9 |
-0,3 |
-4,4 |
|
Средний из абс. миним. |
-18,5 |
-19,3 |
-15,4 |
-3,8 |
2,0 |
6,6 |
10,4 |
8,4 |
1,8 |
-7,0 |
-10,9 |
-17,6 |
|
Абсолютный максимум |
14,6 |
15,6 |
19,7 |
24,3 |
27,9 |
30,2 |
32,3 |
32,5 |
29,7 |
25,5 |
21,6 |
17,5 |
|
Средний из абс. максим. |
20,0 |
24,1 |
29,0 |
30,3 |
34,0 |
36,0 |
41,4 |
39,0 |
38,0 |
34,0 |
26,5 |
24,0 |
|
2.5 Суточный ход температуры
Ещё одной особенностью суточного хода температуры можно считать отсутствие сезонной изменчивости у суточного максимума температуры. Весь год он наблюдается в 13-15 часов. И наличие суточного хода у суточного минимума температуры. В холодную часть года он наблюдается в 5-8 часов, в тёплую половину года — в 3-5 часов. Существенной характеристикой суточного хода температуры воздуха является разность температуры самого тёплого и самого холодного часа — амплитуда. Эта разность постепенно увеличивается с 2,6° в декабре до 6,3° в сентябре, когда ночи уже бывают по-осеннему прохладными, а дни по-летнему жаркими.
Диапазон изменения средних суточных температур воздуха на протяжении года составил от -12,9° до +32°. Анализируя (табл. 2.6), видим самый холодный месяц года — январь, самый тёплый — август.
Отрицательная средняя суточная температура воздуха наблюдается в районе Туапсе в январе, феврале, марте, ноябре и декабре. За исследуемый период наблюдалось 413 суток с отрицательной средней суточной температурой, в том числе 159 — в январе, 127 — в феврале, 44 — в марте, 15 — в ноябре и 68 — в декабре. Средняя суточная температура воздуха в пределах 16,1-17° наблюдается в районе Туапсе за исключением января. Средняя суточная температура 15,1°-16° кроме января не наблюдается еще и в июле. И еще интересно, средняя суточная температура в пределах 11,1°-15° наблюдается круглый год за исключением июля и августа.
Средняя суточная температура воздуха выше 25° наблюдается в районе Туaпсе в период с мая по сентябрь. Всего за исследуемый период было отмечено 454 дня со средней суточной температурой выше 25°, в том числе 1 день в мае, 16 дней в июне, 191 день в июле, 231 день в августе и 15 дней в сентябре. Температура воздуха не остаётся неизменной, а из года в год испытывает большие колебания, поэтому даты устойчивого перехода её через различные пределы значительно отклоняются от средней многолетней даты. Так, в отдельные тёплые вёсны может не наблюдаться устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 20°, а переход через 15 и 20° происходит на месяц раньше. В другие годы наоборот весна бывает холодной и только к концу июня средняя суточная температура достигает 15°.
Таким образом, в районе Туапсе в среднем наблюдается 131 день со средне суточной температурой воздуха ниже 10°, 74 дня со средней суточной температурой 10-15°, 74 дня со средней суточной температурой 15-20° и 66 дней со средней суточной температурой выше 20°.
В период, когда средняя суточная температура воздуха бывает ниже 10° могут наблюдаться дни морозов.
И, хотя устойчивого морозного периода в описываемом районе нет, при вторжении на побережье холодных масс воздуха, температура ежегодно понижается до отрицательных значений.
Таблица 2.6 Суточный ход температуры воздуха
Месяц |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
Час |
|||||||||||||
1 |
3,7 |
3,9 |
6,3 |
9,7 |
14,2 |
17,8 |
20,6 |
21,2 |
17,5 |
13,4 |
9,1 |
6,1 |
|
2 |
3,5 |
3,8 |
6,1 |
9,5 |
10,4 |
17,5 |
20,4 |
21,0 |
17,2 |
13,2 |
8,9 |
6,0 |
|
3 |
3,5 |
3,7 |
6,0 |
9,5 |
13,9 |
17,3 |
20,2 |
20,8 |
17,0 |
13,1 |
8,8 |
6,0 |
|
4 |
3,4 |
3,7 |
5,8 |
9,5 |
13,8 |
17,2 |
19,9 |
20,6 |
16,8 |
12,9 |
8,8 |
5,9 |
|
5 |
3,2 |
3,6 |
5,8 |
9,4 |
13,7 |
17,3 |
19,9 |
20,5 |
16,7 |
12,8 |
8,6 |
5,8 |
|
6 |
3,2 |
3,5 |
5,7 |
9,5 |
14,2 |
18,1 |
20,5 |
20,8 |
16,6 |
12,7 |
8,5 |
5,8 |
|
7 |
3,2 |
3,5 |
5,8 |
10,2 |
15,4 |
19,6 |
22,2 |
22,1 |
17,4 |
12,9 |
8,6 |
5,7 |
|
8 |
3,2 |
3,6 |
6,3 |
11,0 |
16,1 |
20,3 |
23,3 |
23,2 |
18,7 |
13,9 |
9,0 |
5,9 |
|
9 |
3,7 |
4,2 |
7,2 |
11,6 |
16,7 |
20,9 |
24,0 |
24,4 |
20,3 |
15,3 |
9,8 |
6,3 |
|
10 |
4,4 |
4,9 |
7,8 |
12,1 |
17,2 |
21,3 |
24,4 |
25,1 |
21,4 |
16,7 |
10,9 |
6,8 |
|
11 |
5,1 |
5,5 |
8,3 |
12,3 |
17,5 |
21,7 |
24,9 |
25,6 |
22,0 |
17,6 |
11,9 |
7,4 |
|
12 |
5,7 |
6,0 |
8,6 |
12,5 |
17,8 |
21,9 |
25,4 |
25,8 |
22,5 |
18,1 |
12,4 |
7,8 |
|
13 |
6,3 |
6,5 |
9,0 |
12,7 |
18,2 |
22,3 |
25,7 |
26,2 |
22,9 |
18,5 |
13,0 |
8,3 |
|
14 |
6,4 |
6,5 |
9,0 |
12,8 |
18,3 |
22,4 |
25,7 |
26,4 |
22,9 |
18,5 |
12,8 |
8,2 |
|
15 |
6,3 |
6,4 |
8,9 |
12,8 |
18,3 |
22,5 |
25,7 |
26,5 |
22,9 |
18,3 |
12,6 |
8,1 |
|
16 |
6,0 |
6,2 |
8,7 |
12,7 |
18,2 |
22,4 |
25,6 |
26,4 |
22,6 |
17,7 |
12,0 |
7,7 |
|
17 |
5,3 |
5,7 |
8,4 |
12,5 |
18,1 |
22,2 |
25,4 |
26,0 |
21,9 |
16,7 |
11,2 |
7,2 |
|
18 |
4,7 |
5,1 |
7,9 |
12,1 |
17,5 |
21,8 |
24,9 |
25,3 |
20,6 |
15,6 |
10,4 |
6,9 |
|
19 |
4,4 |
4,8 |
7,3 |
11,4 |
16,8 |
21,0 |
24,1 |
24,0 |
19,5 |
14,9 |
10,1 |
6,8 |
|
20 |
4,2 |
4,6 |
7,1 |
11,1 |
16,0 |
19,9 |
22,9 |
23,3 |
18,9 |
13,5 |
9,8 |
6,6 |
|
21 |
4,1 |
4,4 |
6,9 |
10,8 |
15,5 |
19,2 |
22,2 |
22,4 |
18,5 |
14,2 |
9,6 |
6,4 |
|
22 |
3,9 |
4,3 |
6,8 |
10,6 |
15,1 |
18,8 |
21,7 |
22,0 |
18,2 |
13,9 |
9,4 |
6,4 |
|
23 |
3,8 |
4,1 |
6,6 |
10,3 |
14,9 |
18,4 |
21,4 |
21,7 |
17,8 |
13,7 |
9,2 |
6,3 |
|
24 |
3,8 |
4,0 |
6,5 |
10,0 |
14,5 |
18,1 |
21,0 |
21,4 |
17,7 |
13,5 |
9,1 |
6,2 |
|
Суточ. амплит. |
3,2 |
3,0 |
3,3 |
3,4 |
4,6 |
5,2 |
5,8 |
6,0 |
6,3 |
5,8 |
4,5 |
2,6 |
|
Обычно морозы начинаются во второй-третьей декаде ноября, а прекращаются в первой — второй декаде марта. Днём с морозом считается такой, в котором хотя бы в один из сроков наблюдений температура по минимальному термометру была 0° и ниже 11, с. 115 — 125.
Характерной особенностью холодного периода является то, что даже в относительно холодные дни, когда средняя суточная температура воздуха бывает отрицательной, часто в дневные часы наблюдаются оттепели и максимальная температура воздуха бывает положительной. Непрерывность морозных периодов постоянно нарушается оттепелями.
Остановимся подробнее также на характере распределения жарких дней в районе Туапсе (табл. 2.7).
Дни со средней суточной температурой от 20,1-до 25° можно отнести к умеренно жарким, а со средней суточной температурой выше 25° — к жарким. Заметим, что в дни,- когда средняя суточная температура воздуха бывает 20° и выше, наблюдённая днём достигает 30-35°, а иногда и выше.
Таблица 2. 7 Повторяемость периодов с жаркими днями различной продолжительности
Продолж., дни |
1 |
2-3 |
4-6 |
7-9 |
10 и более |
Средн. |
Макс. |
|
V |
2 |
1,0 |
1 |
|||||
VI |
4 |
4 |
1 |
1,9 |
4 |
|||
VII |
27 |
25 |
13 |
3 |
2 |
2,9 |
12 |
|
VIII |
36 |
24 |
16 |
5 |
3 |
3,0 |
14 |
|
IX |
3 |
2 |
2 |
2,3 |
5 |
|||
Сумма |
72 |
55 |
32 |
8 |
5 |
|||
Наблюдаются жаркие дни в период с мая по сентябрь, но преимущественно в июле и августе. Так, за 35 лет в районе Туапсе наблюдалась 2741 день с умеренно жаркой погодой и 454 жарких дня, в том числе 422 жарких дня наблюдались в июле и августе. За весь период наблюдений только три раза средняя суточная температура воздуха была выше 30°.
Дни, в которые температура воздуха бывает выше 19°С, а упругость водяного пара выше 18,8 мб, можно отнести к дням с душной погодой. В (табл. 2.8), случаи с душной погодой выделены. Душная погода в районе Туапсе наблюдается в теплую часть года и ночью и днем, причем ночью на душную погоду приходится 38 % случаев, а днем — 60 % случаев. Наибольшая вероятность душной погоды ночью — про достижении температуры воздуха 21-23° при относительной влажности 81-90 %. Днем погода бывает душной обычно при температуре воздуха 25-27° и влажности воздуха 61-80 %.
Таблица 2.8 Повторяемость (%) различных значений температуры воздуха при определенных величинах относительной влажности в июле (1969-1978 гг.).
влажн., % |
Н О Ч Ь |
|||||||||
Температура воздуха, °С |
||||||||||
13,1…15 |
15,1…17 |
17,1…19 |
19,1…21 |
21,1…23 |
23,1…25 |
25,1…27 |
27,1…29 |
29,1…31 |
||
21-30 |
0,1 |
|||||||||
31-40 |
0,1 |
0,3 |
0,1 |
0,3 |
0,6 |
0,2 |
0,2 |
|||
41-50 |
0,2 |
0,1 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
0,4 |
|||
51-60 |
0,3 |
0,7 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
0,9 |
0,3 |
|||
61-70 |
0,3 |
1,2 |
1,5 |
4,1 |
1,6 |
0,6 |
0,1 |
|||
71-80 |
0,2 |
0,6 |
1,8 |
5,8 |
5,5 |
2,4 |
0,6 |
|||
81-90 |
0,6 |
1,5 |
5,5 |
11,9 |
10,6 |
6,1 |
0,9 |
0,1 |
||
91-100 |
0,6 |
2,3 |
5,1 |
6,9 |
6,9 |
2,3 |
0,1 |
0,1 |
||
сумма |
1,4 |
5,3 |
14,7 |
28,1 |
29,6 |
15,1 |
4,0 |
1,2 |
||
влажн., % |
Д Е Н Ь |
|||||||||
15,1…17 |
17,1…19 |
19,1…21 |
21,1…23 |
23,1…25 |
25,1…27 |
27,1…29 |
29,1…31 |
31,1…33 |
||
21-30 |
0,1 |
|||||||||
31-40 |
0,1 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
||
41-50 |
0,2 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
|||
51-60 |
0,1 |
0,3 |
1,1 |
2,6 |
4,0 |
3,1 |
1,6 |
0,6 |
||
61-70 |
0,1 |
1,1 |
4,0 |
7,9 |
8,9 |
5,9 |
2,7 |
0,3 |
||
71-80 |
0,1 |
1,5 |
6,4 |
11,1 |
9,7 |
4,9 |
0,5 |
0,1 |
||
81-90 |
0,2 |
0,8 |
1,5 |
1,9 |
3,1 |
2,3 |
0,3 |
|||
91-100 |
0,4 |
0,9 |
0,5 |
0,1 |
||||||
сумма |
0,2 |
1,6 |
5,7 |
15,0 |
26,1 |
26,4 |
15,7 |
6,5 |
2,9 |
|
Следует обратить внимание на то, что в районе Туапсе высокая влажность воздуха может наблюдаться и в холодное время года. И сочетание низкой температуры и высокой влажности воздуха организмом человека воспринимается очень тяжело. При этом очень остро ощущается холод, трудно согреться. Кроме того, холодная погода воспринимается организмом человека по-разному в тихую и ветреную погоду. Сочетание отрицательной температуры воздуха с сильным ветром как бы удваивает ощущение холода. В районе Туапсе такое сочетание бывает в холодный период года при сильных северо-восточных ветрах.
В среднем за период с апреля по ноябрь в районе Туапсе наблюдалось около 91 дня с умеренно жаркой и жаркой погодой, в том числе 56 дней из них приходятся на июль и август.
В повседневной жизни особую важность для человека приобретают ежедневные температуры.
Самая низкая средняя суточная температура воздуха в Туапсе отмечается в период с 14 января по 10 февраля. В наиболее суровом за период исследования январе 1972 года 14 и 15 числа средняя суточная температура воздуха была ниже -11°, а 13 января 1964 года наблюдалась самая низкая средняя суточная температура и составила -12,6°. Такое понижение температуры воздуха с возникновением боры — сильного северо-восточного ветра. Отрицательная средняя суточная температура воздуха может наблюдаться в исследуемом районе в январе, феврале, марте и декабре.
Благодаря активной зимней циклонической деятельности весьма часто на Черное море поступают теплые воздушные массы с юга. Отметим, что средняя суточная температура воздуха, например в январе, может изменяться в пределах от -12,6° до 14,4°, а в феврале — от -10,3° до 15,3°. Т.е. и в зимние месяцы в районе Туапсе могут наблюдаться теплые солнечные дни.
Устойчивое и сначала медленное повышение средней суточной температуры воздуха начинается с конца марта и продолжается до июля. Для весенних месяцев характерна смена относительно жарких дней относительно холодными. Так, с 29 апреля по 1 мая 1986 года средняя суточная температура была на 7-9° выше средней многолетней температуры, а с 5 по 9 мая этого же года она упала на 6-7° ниже средней многолетней. Такие резкие перепады температуры обычно сопровождаются различными стихийными явлениями (ливнями, снегопадами в горах, паводками на реках) и отрицательно отражаются на здоровье людей.
Теплый период года в районе Туапсе начинается с 17 июня и продолжается до 10 сентября. Наиболее высокой средняя многолетняя температура каждого дня бывает с 14 июля по 24 августа и удерживается она в пределах 23,0-24,1°. Этот период года можно считать жарким и в отдельные годы и дни этого периода средняя суточная температура достигает и превышает 25°.
В отдельные годы и этого теплого периода бывает средняя суточная температура воздуха ниже 20°. В последней декаде августа нередко происходит резкое понижение температуры, сопровождаемое интенсивными ливнями. Так было в 1960, 1966, 1978 и 1980 годах, причем в 1980 году минимум температуры составил 10,2°.
Бывают случаи, когда важно знать закономерности распределения не только отдельных метеорологических элементов, но и их комплексов. Важную роль в формировании термического режима играет адвекция теплых или холодных воздушных масс. Характер адвекции зависит от направления воздушных масс. Комплексная обработка температуры воздуха и ветра — термические розы — дает возможность проследить влияние ветра на температуру воздуха.
В зимние месяцы (январь, февраль и декабрь) воздушные массы, пришедшие с северной половины горизонта — холодные, а с южной половины горизонта — теплые. Почти одинаковы розы марта и ноября. В оба месяца холодные массы воздуха приходят с северо-восточной половины горизонта, а теплые — с южной и юго-западной. Только в ноябре понижение и повышение температуры боле выражено, нежели в марте. Интересна роза апреля. Некоторое повышение температуры происходит лишь при восточном и западном переносе. Ветры остальных румбов приносят в район Туапсе холодный воздух. Заметим, что в апреле вода в море еще не прогрелась, поэтому воздушные массы над морем холоднее. Мало отличается от апрельской роза мая. Правда в мае, кроме западных и восточных ветров, теплый воздух приносят северо-западные и северные ветры. Интересна роза июня. В июне ветры северные, северо-восточные и юго-восточные приносят холодные массы воздуха, ветры восточные и южные — нейтральны, а ветры юго-западные, западные и северо-западные приходят с теплыми массами воздуха. Летом, когда ветры бывают слабее, чем в зимние месяцы, их влияние на температурный режим сказывается меньше. Розы июля, августа и сентября мало отличаются друг от друга. В летние месяцы ветры от севера до юго-востока приходят с относительно холодными массами воздуха, а ветры от юга до запада, наоборот, с теплыми массами воздуха. Роза октября мало отличается от роз зимних месяцев, но несколько иначе ориентирована 11, с. 125 — 131.
Большое практическое значение имеет комплексное изучение температуры и влажности воздуха. Комплексная характеристика для июля раздельно по двум периодам суток: с 9 до 18 часов — день и с 21 до 06 часов — ночь. Обработка данных производилась по градациям температуры воздуха через 2°, а относительной влажности воздуха — через 10%. Материала взяты за 10 лет (1969-1978 гг.).
В районе Туапсе могут наблюдаться аномальные в температурном отношении годы, сезоны, месяцы. На годы со всеми четырьмя нормальными сезонами приходится всего около 3 % всех лет исследуемого периода, на годы с одним аномальным сезоном — 21 %, с двумя аномальными сезонами — 35 %, с тремя аномальными сезонами — 28 % и со всеми четырьмя аномальными сезонами — 10 %. Такие полностью аномальные годы это: 1924, 1938, 1948, 1953, 1962, 1963, 1966, 1972, 1981 и 1984.
атмосфера турбулентный циркуляция воздух
Глава 3. Температура воздуха и её влияние на хозяйственные и природные объекты
3.1 Влияние температуры хозяйственные объекты
Данные о тепловом режиме атмосферы применяются во многих отраслях народного хозяйства. Так, в сельском хозяйстве эти данные используются при планировании размещения сельскохозяйственных культур, при определении сроков сева и уборки урожая. Тепловые условия среды обитания растений оказывают огромное влияние на их развитие, так как жизнедеятельность растений может протекать только при определенном тепловом режиме, обусловливаемом температурой воздуха и почвы. Для каждого растения выявлены наибольшие и наименьшие температуры воздуха, за пределами которых растения не могут развиваться и погибают 4, с. 80 — 82.
Температура воздуха является одной из основных метеорологических величин, знание которых необходимо при проектировании и строительстве почти любого сооружения. При решении ряда задач строительного проектирования важной характеристикой является температура поверхности ограждений, т. е. внешних стен зданий. Различия температуры поверхности стен и воздуха внутри помещений не должны превышать определенного значения. Для жилых и общественных зданий допустимый перепад этих температур составляет 6—7°С. Однако при разных климатических условиях этот перепад может быть различным. Так, в Восточной Сибири, где очень холодные зимы, он значительно превышает допустимое значение. Для стен, различно ориентированных относительно стран света, перепад температур тоже может существенно различаться. При сильном солнечном облучении стены и крыши зданий нагреваются, и их температура значительно превышает температуру окружающего воздуха. Ночью эти поверхности сильно охлаждаются путем излучения. Возникающие при этом нерегулярные колебания температур этих поверхностей обусловливают большие внутренние напряжения в соответствующих конструкциях.