CC BY
52
УДК 551.577+551.524
МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ НА ТЕРРИТОРИИ АБХАЗИИ
© 2007 г. А.К. Ахсалба
Work is devoted to calculation of factors of correlation, asymmetrion and an excess of root-mean-square deviation (СКО). Interannual variability СКО is maximal in January, February and in March (2,6 оС). The received results show, that a geographic distribution of monthly average temperatures of air in time are steadier, than an atmospheric precipitation. The submitted meteorological characteristics for considered territory are received for the first time and can be used for more detailed research.
Изучение региональных климатических изменений на фоне происходящего глобального потепления климата в современный период представляет большой научный и практический интерес. Так, для ряда хозяйственных отраслей (строительства, транспорта, топливно-энергетического комплекса, сельского хозяйства) необходимо знать пространственное и сезонное распределение температуры воздуха и атмосферных осадков.
Изучению термического и влажностного режима в глобальном масштабе посвящено много работ [1-7], в том числе в Абхазии по изучению данной проблемы несколько работ [8-13]. Данная работа является продолжением исследований пространственного распределения приземной температуры воздуха и месячных сумм осадков и их устойчивости во времени.
Основой климатического мониторинга служат инструментальные метеорологические наблюдения. На территории Абхазии они были начаты в 1904 г. Существенным условием анализа метеоинформации является то, что результат зависит как от длины исходной выборки в данном пункте, так и от географического положения этого пункта.
Длина ряда постанционных данных в Абхазии неодинакова, поэтому за начало наблюдений взят 1904 г., что отвечает условиям однородности и непрерывности лишь для одной станции - Сухум. Второй, меньший по продолжительности ряд наблюдений включает период с 1951 по 1990 г. по двум станциям - Тку-арчал и Псху и по 2005 г. по станции Гагра. Ряды наблюдений по температуре воздуха (Гагра) и по атмосферным осадкам (Псху, Гагра и Ткуарчал) были частично восстановлены.
Термический режим территории Абхазии обусловлен в основном географическим положением, солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности (водоемы, растительность, снежный покров) и циркуляцией атмосферы, в результате чего температура воздуха характеризуется большим контрастом.
Средняя зимняя температура понижается с севера на юг. Для распределения зимних температур большое значение приобретают местные факторы. Защищенность территории хребтами от вторжения холодных воздушных масс, умеряющее влияние теплого Черного моря, широкое развитие фёновых ветров создают условия для повышения их температуры зимой.
Межгодовое распределение температуры воздуха на территории Абхазии представлено на рис. 1. Из рисунка видно, что самые высокие значения среднегодовых температур наблюдаются в Гагре.
17,0 16,5 -16,0 15,5 15,0 -14,5 14,0 -13,5 13,0 -12,5 -12,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 -8,5 8,0
t,°C
0505050505050505050505
Год
Рис. 1. Многолетний ход температуры воздуха на территории Абхазии
Высокая температура в Гагре объясняется влиянием Черного моря, а также хорошей защищенностью курорта отрогами Гагрского массива. Холодный воздух, сползающий по склонам Гагрского массива, опускается несколько дальше от побережья в открытое море. Курорт Гагра расположен у самого подножья горного карниза. Поэтому понижение температуры на его территории не происходит.
Город Сухум в отличие от г. Гагры меньше защищен от вторжения холодного воздуха, поэтому среднегодовая температура в нем ниже, чем в Гагре. С повышением высоты местности средние температуры понижаются, до высоты 200-250 м над у.м. падение температуры незначительно, но выше этих высот отчетливо замечается понижение средних январских температур, связанное также с удаленностью от моря. Этим объясняется понижение среднегодовых температур в г. Ткуарчал (255 м над у.м., 22 км удаленность от моря) и в с. Псху (685 м над у.м., отдаленность от моря - 38 км).
Сопоставление годовых сумм осадков в прибрежной и среднегорной зоне показывает, что наименьшее количество осадков выпадает в Гагре (рис. 2).
4
R, мм 2650 -, 2500 -2350 -2200 2050 1900 -1750 -1600 1450 -1300 1150 1000 850 -700
Рис. 2. Многолетнее распределение осадков на территории Абхазии
Более низкие значения количества осадков в Гагре (по сравнению с другими станциями) объясняются хорошей защищенностью территории с севера и северо-запада, как было сказано выше, отрогами Гагрско-го массива, не пропускающего холодные воздушные массы. Самые высокие значения годовых сумм осадков приходится на наветренный склон - Ткуарчал.
За последнее десятилетие годовые суммы осадков относительно нормы (1961-1990 гг.) возросли: в Су-хуме - на 195 мм, в Гагре - на 177 мм.
На территории Абхазии атмосферные осадки по сезонам года распределяются своеобразно. В этом отношении имеется большое различие между северной и южной частями побережья и между низменной и высокогорной зонами. В северной части побережья (Гагрский район) максимум осадков приходится на зиму - 407, что составляет 28,8 % от годовых сумм, почти такое же количество осадков выпадает осенью (376 мм, или 26,6 %). Летние осадки составляют около 19,9 %.
В Сухуме максимум осадков приходится на осень -406 мм, что составляет 26,7 % от годовых сумм осадков, зимние - 25,6 % годовых. Летние осадки составляют 22,1 %.
С повышением высоты местности над уровнем моря распределение осадков по сезонам года меняется, значительно повышаются летние осадки. С высотой меняется не только количество и сезонное распределение, но и характер осадков. В среднегорной зоне осадки в основном выпадают в виде снега.
Временное распределение месячных сумм осадков, осредненных за различные периоды, представлено на рис. 3 и 4. Как видно из рис. 3, в Сухуме за последнее десятилетие существенно изменился годовой ход месячных сумм осадков: максимум наблюдается в октябре и в июне, минимум - в мае и июле.
В Гагре также за последнее десятилетие произошла трансформация месячных сумм осадков: максимум в марте, минимум - в июне (рис. 4).
В табл. 1 и 2 представлены параметры временного распределения месячного и годового количества осадков. Время наступления максимумов с определяется характером преобладающих циркуляционных процессов и наблюдается в разные месяцы. Из данных табл. 1 обнаруживается факт возрастания неустойчи-
вости месячных сумм осадков в период 1991-2005 гг. по сравнению с другими периодами (1904-2005, 1961-2005, 1961-1990 гг.) в Сухуме, максимум с наблюдается в августе (115,4).
Год
225 п 200 175 Н 150 125 100 -75 50 25 0
R,mm
3 ^4
1 2 3 4 5 6 7
9 10 11 12
Месяцы
Рис. 3. Распределение месячных сумм осадков в г. Сухум
R, мм 275 250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0
9 10 11 12
Месяц
Рис. 3. Распределение месячных сумм осадков в г. Гагра
Распределение коэффициента вариации (Су), асимметрии и эксцесса по месяцам также представлено в табл. 1. За различные периоды осреднения максимальные значения Су в период 1991-2005 гг. приходится на август (79,9). Асимметрия достаточно высока в августе (2,1). Коэффициент эксцесса месячных сумм осадков существенен в августе (6,5) и минимален в июле (-0,02). В Гагре также наблюдается увеличение среднеквадратического отклонения. Так, наибольшее значение с наблюдается за последнее десятилетие в мае (100). Значительное увеличение коэффициента Су приходится на период 1991-2005 гг. в мае (78). Коэффициент асимметрии максимален в мае (1,8) и минимален в ноябре (0,003). Коэффициент эксцесса в Гагре мал относительно Сухума, за исключением двух месяцев (май Е = 4,7, ноябрь Е= -0,8).
Сравнение статистических характеристик температуры воздуха Сухума и Гагры за весь период 1904-2005 гг., представленных в табл. 3, указывает на их значительное отличие, что объясняется неоднородностью физико-географических условий и общим циркуляционным фоном. Этот вывод относится и к распределению по месяцам года коэффициентов асимметрии и эксцесса.
1
2
3
4
Таблица 1
Параметры временного распределения месячного и годового количества осадков в г. Сухум _
Период, годы Месяцы Год
I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII
Среднеквадратическое отклонение, мм
1904 - 2005 77,5 56,9 63,3 44,7 59,4 67,3 68,1 86,3 85,0 72,0 70,8 72,1 261,9
1961 - 1990 99,4 50,6 44,3 38,9 67,9 65,6 67,7 83,5 74,0 71,5 80,9 80,0 262,5
1991 - 2005 54,2 52,2 65,2 34,9 43,2 84,8 70,1 115,4 86,9 49,4 74,2 82,0 295,2
Коэффициент вариации, %
1904 - 2005 58,4 46,8 51,0 36,0 53,6 56,1 60,0 73,9 60,7 54,0 51,6 50,2 17,3
1961 - 1990 79,6 37,6 33,7 29,8 57,0 43,6 56,0 57,8 53,9 37,4 53,4 48,7 15,4
1991 - 2005 43,4 38,8 49,6 26,7 36,3 56,3 57,9 79,9 63,2 25,8 49,0 49,9 17,4
Коэффициент асимметрии, д. ед.
1904 - 2005 1,2 0,7 1,4 0,3 1,0 0,5 0,7 2,1 1,1 0,3 0,5 0,5 0,3
Коэффициент эксцесса, д. ед.
1904 - 2005 1,9 0,6 5,6 -0,3 2,0 0,2 -0,02 6,5 1,7 -0,8 0,1 -0,3 0,3
Таблица 2
Параметры временного распределения месячного и годового количества осадков г. Гагра
Период, Месяцы Год
годы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Среднеквадратическое отклонение, мм
1951 - 2005 72 60 51 42 63 56 55 72 62 70 78 79 234
1961 - 1990 82 58 44 42 42 60 55 67 69 65 81 90 231
1991 - 2005 47 57 56 39 100 59 67 75 59 89 75 70 257
Коэффициент вариации, %
1951 - 2005 55 49 46 37 59 59 63 73 55 59 54 53 17
1961 - 1990 62 55 40 37 42 60 67 71 62 56 53 56 17
1991 - 2005 36 38 23 31 78 62 66 63 54 53 55 50 17
Коэффициент асимметрии, д. ед.
1951 - 2005 1,3 0,3 0,4 0,3 1,8 0,9 0,7 1,3 0,5 0,8 0,003 0,5 -0,11
Коэффициент эксцесса, д. ед.
1951 - 2005 2,1 -0,7 0,3 -0,2 4,7 0,7 -0,5 1,9 -0,7 -0,1 -0,8 -0,5 -0,8
Таблица 3
Статистические характеристики температуры воздуха г. Сухум и г. Гагра за 1904-2005 гг.
Характеристика Месяцы Год
I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII
Сухум
Среднее 6,2 6,4 8,7 12,9 17,0 20,7 23,4 23,6 20,3 16,2 12,1 8,2 14,6
Медиана 6,3 6,6 8,6 12,6 17,2 20,6 23,4 23,5 20,2 16,1 12,2 8,2 14,6
Мода 6,3 8,1 9,3 12,6 17,3 19,8 23,0 23,1 20,3 15,6 11,9 10,1 14,1
СКО 2,0 2,0 2,0 1,9 1,4 1,3 1,2 1,4 1,4 1,9 1,8 1,9 0,7
Дисперсия 4,1 4,2 4,0 3,7 2,1 1,7 1,5 2,1 2,1 3,6 3,4 3,6 0,5
Эксцесс 0,6 -0,2 -0,5 1,9 0,7 0,4 0,7 1,0 -0,3 0,3 1,5 -0,9 -0,4
Асиммия 0,03 -0,4 -0,1 0,9 -0,3 0,2 0,3 0,6 -0,02 0,2 -0,2 -0,1 0,1
Размах 11,7 9,5 8,8 11,9 9,1 7,8 7,2 8,7 6,8 9,5 10,5 8,1 3,5
Минимум 1,0 1,0 4,1 8,0 12,0 16,7 20,0 20,2 16,6 11,7 6,3 4,0 12,9
Максимум 12,7 10,5 12,9 19,9 21,1 24,5 27,2 28,9 23,4 21,2 16,8 12,1 16,4
Гагра
Среднее 6,6 7,1 8,7 12,4 17,9 21,3 23,3 23,5 20,2 15,8 12,1 8,8 14,8
Медиана 6,3 7,5 8,6 12,2 17,8 21,4 23,1 23,5 19,9 15,7 12,4 8,7 14,7
Мода 6,0 7,7 8,2 11,3 20,1 20,1 23,7 23,3 19,9 16,4 13,2 10,1 14,2
СКО 2,1 2,1 1,9 1,7 2,1 1,6 1,3 1,4 1,4 1,8 1,6 1,9 0,8
Дисперсия 4,5 4,2 3,5 2,8 4,5 2,5 1,6 2,0 2,0 3,2 2,6 3,5 0,6
Эксцесс 0,6 0,1 -0,6 0,7 -1,2 -1,1 0,5 0,7 -0,2 -0,04 0,9 -0,8 -0,2
Асиммия -0,03 -0,4 0,2 0,5 0,1 -0,01 0,6 0,6 0,3 0,1 -0,6 -0,2 0,4
Размах 12,2 9,6 7,6 8,6 7,6 6,2 6,5 7,4 7,1 8,5 8,7 8,0 3,4
Минимум 1,0 2,1 5,1 8,8 14,1 18,1 20,4 20,9 16,7 11,5 6,7 5,0 13,4
Максимум 13,2 11,7 12,7 17,4 21,7 24,3 26,9 28,3 23,8 20,0 15,4 13,0 16,8
Так, в Сухуме асимметрия высока в апреле А= 0,9, и в феврале А = -0,4, в Гагре в годовом плане отмечается увеличение в апреле (А = 0,5) и в ноябре (А= -0,6). Коэффициент эксцесса среднемесячной температуры в Сухуме и в Гагре невелик: Е < 0,5 для большинства месяцев (исключение составляют апрель (1,9) и декабрь (-0,9), а в Гагре ноябрь (0,9) и май (-1,2). Таким образом, кривая распределения температуры для Су-хума и Гагра близка к нормальному распределению. В табл. 3 дано распределение минимальных и максимальных средних месячных значений температуры в 2 городах Абхазии. Размах колебаний (1тах - 1тт) в Гагре наиболее велик и составляет 12,2 °С (январь), минимум отмечается летом - 6,2 °С в июне. Величина СКО меняется в пределах от 2,1 (январь, февраль, май) до 1,3 °С (июль). Заметим, что в июле температурный режим менее устойчив, чем в июне. В Сухуме величина размаха колебаний наиболее значительна в апреле (11,9 °С), минимум перепада отмечается в сентябре (6,8 °С). Межгодовая изменчивость СКО максимальна в январе, феврале и в марте (2,0 °С). Полученные результаты показывают, что географическое распределение среднемесячных температур воздуха во времени более устойчиво, чем атмосферных осадков. Общие закономерности таковы, что более высоким среднемесячным температурам соответствуют более низкие значения месячных сумм осадков. Представленные метеорологические характеристики для рассматриваемой территории получены впервые и могут быть использованы в дальнейшем для более детального климатологического исследования.
Высокогорный геофизический институт, г. Нальчик_
Литература
1. Климат России / Под ред. Н.В. Кобышевой. СПб., 2001.
2. Летопись погоды, климата и экологии Москвы / Под ред. А. А. Исаева. М., 2002. Вып. 1.
3. Современные глобальные и региональные изменения окружающей среды и климата / Под ред. Ю.П. Переведен-цева. Казань, 1999.
4. Справочник эколого-климатических характеристик Москвы // Солнечная радиация, солнечное сияние. Метеорологические элементы и явления. Характеристика пограничного слоя. М., 2005. Т. 1.
5. Справочник эколого-климатических характеристик Москвы // Прикладные характеристики климата, мониторинг загрязнения атмосферы, опасные явления, ожидаемые тенденции в XXI веке. М., 2006. Т. 2.
6. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М., 2004.
7. Climate Change / Ed. by J.T. Houghton et al. N.Y., 2001. P. 881.
8. Дбар Р.С., Экба Я.А., Ахсалба А.К. // Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира: Материалы II Междунар. науч.-практ. конф. Майкоп, 2002. С. 74-76.
9. Климат и климатические ресурсы Грузии / Под ред.
B.П. Ломинадзе, Г.И. Чиракадзе. Л., 1971. Вып. 44 (50).
10. Куфтырева Н.С., Лашхия Ш.В., Мгеладзе К.Г. Природа Абхазии. Сухум, 1961.
11. Экба Я.А., Дбар Р.С., Ахсалба А.К. О влиянии атмосферных осадков на продуктивность экосистем. Сухум,
2002. С. 313-320.
12. Экба Э.А., Ахсалба А.К. // Тр. АГУ. Сухум, 2002. Ч. 1.
C. 59-64.
13. Экба Я. А ., Дбар Р. С., Ахсалба А . К. // Проблемы экологии горных территорий: Тр. Междунар. конф. Нальчик,
2003. C. 193-200.
1 марта 2007 г.
