CC BY
171
НАУКИ О ЗЕМЛЕ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009
УДК 558 58 И. В. КАРНАЦЕВИЧ
И. М. АБЛОВА Е. Б. БЕРЕЗИН М. Г. ВОРОНКОВ
Омский государственный педагогический университет
НЭСР, г. Новосибирск
КАРТЫ АБСОЛЮТНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ В РОССИИ В XX ВЕКЕ
Построены две карты — абсолютных минимальной и максимальной температур воздуха на территории России и сопредельных стран за 60—110 лет наблюдений, в основном во временных границах ХХ века, по данным многолетних ежесуточных измерений Гидро-метслужбы.
Ключевые слова: температура воздуха, территория СССР, ХХ век.
Температура приземного воздуха — один из важнейших метеорологических элементов местного климата, косвенно характеризующий тепловое состояние нижних слоев тропосферы. Информацию о состоянии непрерывного и весьма динамичного поля температуры воздуха на высоте два метра метеорологи получают в тысячах точек земной поверхности — на метеостанциях в синхронные моменты времени, через каждые три часа, а также непрерывно с помощью самописцев — термографов. Ряды наблюдений насчитывают к настоящему времени около 100—120 лет (большинство метеостанций планеты), однако в некоторых пунктах, обычно в больших городах, длина рядов достигает уже 200 лет. К сожалению, в этих рядах наблюдений имеются досадные пропуски, чаще всего ряды неоднородны по двум причинам — из-за неоднократного переноса метеоплощадки за пределы непрерывно расширяющихся городов (с целью уменьшить неизбежное влияние на измерительный прибор городских тепловыделений и затенений строениями и дымами) и из-за трехкратных в ХХ веке изменений методики снятия показаний (трех-, четырех- и восьмисрочные наблюдения).
Точность измерений температуры специальными, но далеко не идеальными термометрами, весьма низка —
всего лишь 0,1 градуса. Поскольку температура воздуха меняется, например, в ветреный день с переменной облачностью почти непрерывно, возникает разница между показаниями соседних метеостанций, расположенных даже в черте одного большого города. Неоднородность длинных, столетних рядов, вызванная изменениями в вычислении среднего суточного значения, приводит, с точки зрения метрологии, к тому, что столетний ряд распадается на три принципиально разных коротких вектора, а это означает, что к началу третьего тысячелетия климатологи не имеют ни одного длинного ряда наблюдений за температурой.
В специальной и популярной литературе часто упоминают ранние и средние века, когда в Европе или в одной из стран Европы летописцы отмечали потепления и похолодания, но количественно эти экстремумы нигде и никогда не были и не могут быть определены. Представьте себе Европу шесть веков назад, когда еще не было Галилея, создавшего первый простой и удобный прибор для измерений температуры, никто из европейцев не знал о существовании Америк, Австралии, Антарктиды. Если в Европе и были похолодания, то, скорее всего, в Антарктиде или в Америке в эти отдельные годы наблюдались
Таблица 1
Значения экстремальных минимальной и максимальной температур воздуха для станций Сибири
Метеостанция Годы наблюдений по минимальному термометру Абсолютный минимум Годы наблюдений по максимальному термометру Абсолютный максимум
Ханты-Мансийск 1898-2005 -49 1934-2006 34
Александровское 1936-2006 -51 1936-2006 35
Оленек 1936-2006 -63 1936-2006 36
Верхоянск 1885-2006 -70 1926-2006 37
Жиганск 1936-2006 -60 1936-2006 35
Тура 1929-2006 -60 1933-2006 38
Оймякон 1943-2006 -65 1943-2006 33
Сунтар 1937-2006 -60 1936-2006 37
Ербогачен 1939-2005 -61 1936-2006 36
Ванавара 1932-2006 -61 1935-2006 36
Олекминск 1901-2006 -60 1928-2006 38
потепления. Нельзя путать среднюю глобальную температуру воздуха, которая никогда и никем не может быть измерена, с местной температурой в Европе. Факты исторические свидетельствуют только о проявлениях иногда очень низких и очень высоких для данной местности температур. Для краткости вместо слов «значения температуры воздуха» будем говорить «температуры».
К началу третьего тысячелетия на суше планеты сложилась уже сеть метеостанций, насчитывающая около 6 000 точек. Каждая метеостанция начала работать в каком-то определенном году, например, в Омске начали измерять температуру в 1888 году, а в Петербурге — в 1752 году. Российский НИИ гидрометеорологической информации Роскомгидромета и Мировой центр данных (г. Обнинск) на своем сайте выставил базу данных [1], представляющую собой сводку ежесуточных измеренных значений средних, минимальных и максимальных значений температуры воздуха по наблюдениям на 220 метеорологических станциях территории СССР вплоть до 2006 г. Первый год наблюдений различен на разных станциях — от1885 (Верхоянск) до 1966 (Барнаул). В среднем длина рядов минимальных температур около 83 лет, максимальных — 79 лет. База данных содержит около 27 000 000
записей (вместе со средними суточными температурами и суточными суммами атмосферных осадков), а потому является необозримой для исследователя без специальной компьютерной программы. Для управления БД в 2006 — 2009 гг. авторами настоящей статьи был разработан пакет программ WEATHER, который позволяет создавать выборки данных для любой метеостанции за любой временной интервал (несколько суток, месяц, год, несколько лет) или выборки данных одного типа (фазово-однородных) на любую дату или за любой интервал времени. СУБД содержит модуль «Анализ», с помощью которого были обнаружены и устранены очевидные грубые ошибки БД.
С помощью другого модуля на основе географической сети метеорологических станций с ортогональными координатами X и Y и значениями Z температуры могут быть созданы гриды, позволяющие создавать 3D-поверхности физических величин. Проекция такой поверхности, визуализированной в виде линий равных значений (контуров или линий равного потенциала), на горизонтальную плоскость карты территории позволяет строить карты изолиний любого температурного показателя, например, величины абсолютного минимума температуры воздуха за все годы наблюдений на каждой станции. Поскольку рас-
«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКИ О ЗЕМЛЕ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009
четные периоды наблюдений, за исключением первых шести лет XXI века, находятся во временных границах XX века, будем для краткости называть величины абсолютных минимума и максимума температуры воздуха за все годы наблюдений температурными экстремумами XX века. Действительно, это крайние значения в ранжированном ряду наблюденных значений, в старину их называли минимум миниморум и максимум максиморум.
В табл. 1 приведен фрагмент таблицы, в которой приведены значения этих величин для нескольких станций территории Сибири.
На рис. 1 и 2 приведены карты изотерм абсолютных минимума и максимума температуры воздуха на высоте метеобудки (2 м). Сумма абсолютных значений экстремальных температур дает амплитуду температуры воздуха. Например, в Якутске, где ни разу за 115 лет наблюдений, включенных в наш расчетный период, не наблюдалась минимальная температура воздуха ниже -65 градусов, амплитуда абсолютных экстремальных температур воздуха равна 103°. В Санкт-Петербурге амплитуда температур равна только 71°. Для сравнения на островах Индонезии амплитуда абсолютных температур воздуха составляет не более 5-10°.
Анализ поля абсолютных измеренных минимальных температур воздуха позволяет сделать ряд выводов. Почти на всей территории России в ХХ столетии наблюдалась минимальная температура воздуха ниже -40 градусов Цельсия, а в Якутии — минус 60 — минус 70 градусов. На Нижней Волге, Кавказе, в Прибалтике и на юге Дальнего Востока температура зимой никогда не опускалась ниже -30 градусов. На Европейской
территории России минимальные температуры достигают — 40 —50 градусов, в Казахстане и Украине — минус 40 — минус 45 градусов, в Узбекистане — минус 25 — минус 35 градусов , в Москве и Санкт-Петербурге — минус 40 градусов.
Карта абсолютного максимума температуры воздуха в ХХ веке характеризует исследуемую территорию значениями от 22 (о. Врангеля) до 50 градусов в пустынях Средней Азии (Южные Каракумы), на границе с Афганистаном. На большей части территории Сибири наибольшая температура воздуха в ХХ веке достигала 32 — 40 градусов.
Библиографический список
КАРНАЦЕВИЧ Игорь Владиславович, профессор кафедры физической географии, доктор географических наук.
АБЛОВА Ирина Михайловна, доцент кафедры физической географии, кандидат географических наук. БЕРЕЗИН Евгений Борисович, ведущий специалист по защите информации.
ВОРОНКОВ Максим Геннадиевич, инженер-эколог НЭСР, г. Новосибирск.
644008, г. Омск, Институтская пл., 2.
Дата поступления статьи в редакцию: 02.09.2009 г.
© Карнацевич И.В., Аблова И.М., Березин Е.Б.,
Воронков М.Г.
УДК 558 58 И. В. КАРНАЦЕВИЧ
И. М. АБЛОВА Е. Б. БЕРЕЗИН М. Г. ВОРОНКОВ
Омский государственный педагогический университет
НЭСР, г. Новосибирск
КАРТЫ ЕЖЕМЕСЯЧНЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРАЗИИ__________________________________
По данным ежесуточных измерений максимальной и минимальной температуры воздуха на 222-х станциях за многолетний период наблюдений (60—110 лет) построены 24 карты максимальной и минимальной температуры для территории России, Прибалтики, Казахстана, Украины и Средней Азии.
Ключевые слова: температура воздуха, Россия, ХХ век.
Материалами для составления ежемесячных карт наибольших температур за многолетний интервал от конца XIX и до начала XXI веков послужила база данных (БД), выставленная на сайте [1] и содержащая около 27 млн чисел, характеризующих ежедневные минимальные, максимальные и средние суточные
температуры воздуха по данным измерений на 230-х метеорологических станциях России и соседних стран. В 2006 — 2009 гг. была разработана СУБД, позволяющая произвести проверку БД картографическим методом и выполнить исправление ошибок, которые чаще всего заключаются в том, что перед числами, описывающи-
