CC BY
30
© Н.Ц. Гомбоев, А.С. Батороев, 2011
УДК 551.58.32
Н.Ц. Гомбоев, А. С. Батороев
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ СВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА И ЕГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ГРАДИЕНТА В ВОСТОЧНО-СИБИРСКОМ РЕГИОНЕ
Проанализированы горизонтальные корреляционные связи показателя преломления п и его вертикального градиента gn на территории Восточно-Сибирского региона. При этом для горизонтальных корреляционных связей гп использовались трехлетние аэрологические данные четырех станций Предбайкалья на высотных уровнях 2 и 900 м. А для горизонтальных корреляционных связей ге вертикальных градиентов показателя преломления использовались 10-летние данные для слоев 2-300 и 2-900 м (по каждому сроку и сезону) по 8 станциям, из которых 5 располагались в Якутии, 1 - в Предбайкалье и 2 -в Забайкалье.
Ключевые слова: показатель преломления, атмосфера, корреляция, сезонные и суточные изменения.
Яаряду с изучением высотных корреляций показателя преломления п и его вертикального градиента gn [3], для полного представления о пространственной структуре полей п и gn целесообразно рассмотреть их горизонтальные связи в зависимости от времени суток и сезонов года. Оценка таких связей с точки зрения пространственной устойчивости рефракционных свойств атмосферы может быть использована для выявления на исследуемой территории квазиоднородных районов, в пределах которых характер изменчивости п является однородным, что послужит целям типизации полей п и gn в пограничном слое атмосферы.
Вопросы межуровневой корреляционной связи температуры и влажности воздуха в нижней тропосфере рассмотрены в работе [1], имеются также исследования по горизонтальной устойчивости характеристик термического режима [2]. В данной статье представлены некоторые данные о горизонтальных корре-
ляционных связях в полях п и gn в Восточно-Сибирском регионе.
Для анализа пространственной (по горизонтали) изменчивости показателя преломления воздуха п ото дня ко дню отдельно для летних и зимних месяцев на высотах 2 и 900 м были рассчитаны коэффициенты корреляции гп по трехлетним аэрологическим данным четырех станций Предбайкалья: Иркутск, Жига-лово, Киренск и Ербогачен, расположенных примерно по одной линии в широтном направлении (рисунок). Как видим, в зимний период синхронность в изменениях п от суток к суткам наблюдается на больших пространствах (8001000 км). В январе у земной поверхности статистически достоверные значения коэффициента корреляции гп отмечаются до расстояния R = 800-900 км, а на уровне 900 м корреляционная связь сохраняется вплоть до расстояний R = 1000-1200 км.
В июле масштаб пространственной корреляции уменьшается и надежная взаимосвязь межсуточных вариаций п
Горизонтальная корреляция в междусуточных изменениях коэффициента преломления атмосферы г„
наблюдается лишь на расстояниях до 300-400 км. Кроме того видим, что на уровне 900 м корреляционные связи с расстоянием затухают медленнее (особенно в зимнее время), чем у поверхности земли. Это можно объяснить сравнительной гладкостью и крупномас-штабностью метеорологических полей на высотах, по сравнению с приземным слоем.
Масштабы горизонтальных связей п в основном согласуются с масштабами корреляции в полях температуры и влажности. Так, на равнинных территориях масштабы корреляции в указанных полях составляют 200-250 км у поверхности земли и 900-1500 км - на высотах
[4].
Помимо корреляционных связей показателя преломления воздуха п рассматривались и горизонтальные связи их вертикальных градиентов gn. Рассчитаны коэффициенты корреляции ^ по данным 8 аэрологических станций за 10летний период наблюдений (1961-1970 г.г.) для слоев 2-300 и 2-900 м отдельно по каждому сроку и сезону. Из восьми станций пять расположены в Якутии (Верхоянск, Жиганск, Якутск, Оймякон, Олекминск), один - в Предбайкалье
(Жигалово) и две - в Забайкалье (Красный Чикой и Борзя). Наименьшее расстояние между пунктами 400 км (Верхоянск - Жиганск), наибольшее - около 2400 км (Оймякон - Красный Чикой).
В приведенной таблице из полученной корреляционной матрицы выписаны коэффициенты корреляции только по тем параметрам станций, по которым в различные сезоны года наблюдались более или менее значимые величины гг В таблице: Н -ночь, У - утро, Д - день, В - вечер.
Как видим, в Предбайкалье наиболее тесная горизонтальная связь ^ отмечается зимой, причем с увеличением мощности слоя эти связи становятся более устойчивыми, варьирование величин ^ в течение суток невелико. Значения коэффициента корреляции на расстояниях 520-550 км составляют 0,30-0,45 в слое 2-300 м и увеличиваются до 0,48-0,59 в слое 2-900 м. В апреле в ночные и утренние часы обнаруживается слабая связь (^ = 0.32) лишь в 900-метровом слое. Летом и осенью на указанных расстояниях корреляционная связь пренебрежимо мала.
364
Пространственные (по горизонтали) коэффициенты корреляции г^Ю2
Пара станций Расстояние между станциями, км Слой, м Январь Апрель Июль Октябрь
Н У Д В Н У Д В Н У Д В Н У Д В
Верхоянск-Жиганск 400 2-300 10 7 9 8 47 46 18 29 26 13 7 4 9 16 24 15
2-900 13 12 17 14 57 57 14 35 19 25 15 26 33 25 27 38
Верхоянск-Якутск 550 2-300 24 20 27 11 34 34 25 27 6 22 8 13 24 24 18 18
2-900 28 30 44 24 34 34 21 34 17 27 14 21 27 31 36 36
Верхоянск-Оймякон 525 2-300 12 18 20 17 24 33 15 22 9 7 8 15 23 42 30 30
2-900 26 25 33 22 40 40 18 24 16 5 9 18 36 50 53 44
Якутск-Олекминск 405 2-300 19 13 11 13 14 26 11 27 20 6 4 8 7 4 13 3
2-900 28 30 19 32 15 30 6 28 30 10 13 11 19 17 31 12
Якутск-Оймякон 580 2-300 15 5 11 2 24 22 15 19 19 10 5 16 23 23 14 23
2-900 23 22 43 19 23 23 22 21 13 7 6 11 36 29 44 32
Жигалово-К. Чикой 520 2-300 45 30 10 38 23 8 7 2 17 5 13 9 15 12 3 6
2-900 53 46 24 49 24 24 13 6 12 13 23 1 13 23 20 18
К.Чикой-Борзя 550 2-300 34 33 45 31 28 21 10 12 7 6 2 10 3 2 4 5
2-900 59 48 53 48 32 32 12 17 11 8 2 7 23 26 3 13
В Якутии, в отличие от Предбайка-лья, в переходные сезоны года наблюдается более тесная связь, чем в январе. Если рассмотреть коэффициенты корреляции приняв в качестве реперной станции Верхоянск, то видно, что в радиусе 400-600 км в переходные сезоны
1. Зуев В.Е., Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонентов атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -264 с.
2. Горбачева Н.А., Груза Г.В., Харман-ская Г.С. Пространственно-временные корреляционные функции поля аномалий среднемесячной температуры. Тр. ВНИИГМИ-МЦД, 1976, вып.13, с. 55-71.
rg принимает наибольшие значения порядка 0,33-0,47 в слое 2-300 м и 0,360,57 - в слое 2-900 м. Летом, так же как и в Предбайкалье, пространственные связи gn на исследуемых расстояниях практически отсутствуют.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Гомбоев Н.Ц., Батороев А.С. Высотные корреляции показателя преломления атмосферы в восточных регионах России. // Г орный информационно-аналитический бюллетень. 2010. №7. ос С. 5-17.
4. Наблюдения на гидрометеорологической сети СССР. Определение понятий гидрометеорологических элементов и оценка точности наблюдений. Под ред. О.А. Городецкого. JL: Гидрометеоиздат, 1970.-91 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------------------
Гомбоев Н.Ц. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник.
Батороев Анатолий Сократович - кандидат физико-математических наук, зав. лаб. волновых процессов.
Отдел физических проблем Бурятского научного центра СО РАН г. Улан-Удэ.
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
КАЗАХСКИМ НАЦИНАЛЬНЫИ ТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.И. САТПАЕВА
ФЕДОРОВ Борис Владимирович Разработка комплекса технических средств для сооружения и освоения технологических скважин 05.05.06 д.т.н.
