CC BY
5
УДК 551.554
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.73912
ХАРАКТЕРИСТИКА В1ТРОВИХ АНОМАЛ1Й НАД УКРА1НОЮ У ТЕПЛЕ П1ВР1ЧЧЯ
© Г. П. 1вус, А. Б. Семергей-Чумаченко, Е. В. Агайар, А. П. Дмитренко, О. О. Сухов
Охарактеризованi особливостг умов формування струминних течш нижнгх pienie над територ1ею Украши у тепле пiвpiччя (з квiтня по вересень) 2001-2007ротв на пpикладi восьми nymxmie радюзонду-вання у р1зних регюнах держави. Проанал1зоваш основнi структурн параметри низьких сmpуменiв та виявленi ix pозбiжносmi вiдносно попередшх nеpiодiв з врахуванням якосmi сучасно '1 вихiдноi тформаци Ключовi слова: струминна mечiя нижтх piвнiв, ттенсивнкть струменю, потужнкть, радюзондуван-ня, шформацшна забезпечетсть
Features offormation conditions of low-level jet streams over the territory of Ukraine in a warm half (from April to September) of2001-2007years on the example of eight radio-sounding points in different regions of the state are characterized. The basic structural parameters of the low jets are analyzed and their differences relative to previous periods considering the quality of the modern initial information are discovered Keywords: low-level jet, intensity of the jet, depth, radio-sounding, information security
1. Вступ
Вимоги до безпеки господарсько!, aBiaKOCMi4-но! та шших сфер антропогенно! дшльносп в нижнь-ому двошлометровому шaрi атмосфери, необхвдшсть мониторингу рiвня забруднення повиря i забезпечен-ня захисту населения у випадках техногенних i при-родних катастроф, зв'язок струминно! течи нижшх рiвнiв (СТНР) з небезпечними та стихшними пдро-метеоролопчними явищами роблять проблему детального вивчення режиму температурно-вирових аномалш першочерговою.
Несподiвaне посилення швидкосп вiтру вище 15 мх-1 в нижнш тропосферi може спричинити значш проблеми у рiзних сферах дiяльностi людини, насам-перед при зльоп та посaдцi повiтряних суден [1-3], а також при висотному будiвництвi, експлуатацп вiтроенергетичних генерaторiв та ш.
2. Лiтературний огляд
Отже вивчення умов утворення та прогноз подiбних вiтрових aномaлiй не втрачае актуальносп починаючи з 1952 р., коли вперше про !х практичне значення згадав Л. Л. Мiнс [4]. 1снуе гiпотезa [2, 5] щодо впливу низьких струменiв на формування де-яких особливостей ландшафту, а саме, що формуван-ня полонин на пологих вершинах та в адловинах, а також розташування верхньо! меж1 поширення лiсу в Укра!нських Карпатах пов'язаш iз впливом низь-котропосферних струмешв.
Крiм безпосередньо! небезпеки струминнi течи нижшх рiвнiв впливають на формуванш шквалових лiнiй та iнших небезпечних конвективних явищ, особливо у тепле пiврiччя [5-7].
В [8] показано, що СТНР е одним iз фaкторiв утворення клiмaту для Великих Рiвнин (США), оскiльки вони стимулюють збiльшення кiлькостi нiчних опaдiв влттку та збiльшують вологовмiст бiльш, шж на 45 % у порiвняннi з клiмaтичними по-казниками.
При вивченш того чи iншого метеорологiчного явища, трaдицiйно проводять aнaлiз його повторюва-ностi залежно ввд пори року й доби, певних метеоро-лопчних умов i синоптичних ситуaцiй. Такий пвдхвд дозволяе виявити певнi зaкономiрностi, що характе-ризують явище, його генезис i еволюцiю.
Струминнi посилення вгтру в нижнiх шарах атмосфери поширеш практично повсюди [1, 8, 9] i спостерiгaються вiдносно рщко - вiд 2 до 15 % ввд загального числа радюзондувань протягом року. Як правило, СТНР [2, 3, 10] збер^аються впродовж 1-2 строк1в зондування i лише в окремих випадках до 24 годин i бшьше.
3. Мета та задачi дослiдження
Проведенi дослвдження ставили за мету охарак-теризувати сучасний режим формування низьких течш над територiею Украши у тепле пiврiччя (з квгтня по вересень) та !х структуру в умовах ктматичних змiн та погiршення забезпеченосп даними рaдiозондiв.
Для досягнення поставлено! мети виршували-ся нaступнi задача
- визначена як1сть вих1дно! шформаци;
- обрaнi випадки, коли швидшсть вiтру пере-вищувала 15 м/с;
- через aнaлiз !! вертикального профiлю вияв-ленi струминнi течи нижшх рiвнiв, режимнi та струк-турнi характеристики яких оцiненi.
4. Об'ект, методи та матерiали дослщження
Об'ект дослiдження - пiк швидкосл вiтру бiльший або рiвний 15 м-с-1, у межах граничного шару атмосфери, якщо зменшення швидкосп вiтру в 300 м шарах вище та нижче рiвня максимуму не менше шж на 4 м-с-1.
Методи дослвдження - просторово-часове уза-гальнення метеорологiчно! iнформaцi!.
Мaтерiaли дослiдження - дaиi рaдiозондувaння восьми станцш Укра!ни: Ки!в, Одеса, Харшв, Сiмфе-
рополь, Шепепвка, Льв1в, Чершвщ, Ужгород за 00 UTC у перюд 2001-2007 рр.
5. Результати дослвджень формування стру-минних течiй нижшх |>1ви1в над територieю Ук-раТни у тепле пiврiччя 2001-2007 рр.
Анал1зуючи аеролопчну шформацш за се-мир1чний перюд зроблеш висновки, щодо змши за-безпеченосл даними (табл. 1), найкраща шфор-мацшна забезпечешсть виявлена в пунктах Ки!в i Харк1в, де вона коливалася вш 85 до 95 % i вiд 77 до 93 % вшповшно. Найгiршою забезпеченiсть даними була у Львовi - вiд 8 до 16 радюзондувань на мюяць, що складало 41-46 % вщ нормативного числа.
Вiдносно лiпше аеролопчною iнформацieю за-безпеченi iншi станци: у Одесi - 47-65 %, Омферо-полi - 56-64 % i Шепетiвцi - 60-80 %. У Шепепвщ забезпеченнiсть збiльшилася в квггш (81 %), липнi (78 %) та вереснi до 91 %.
Над Захiдною Укра!ною (Львiв, Чернiвцi, Ужгород) забезпеченiсть не перевищувала 53 % (рис. 1), а у Чершвцях i Львовi в серпнi вона становила лише 39-40 % вшповшно, тодi як у Львовi в червнi не пе-
ревищувала 46 %, а в Ужгородi в серпнi i вереснi -по 47 %.
Як видно з рис. 2, найкраща забезпечешсть даними приходилася на 2001-2002 та 2006-2007 роки i становила вш 155 до 183 спостережень, тобто 65-80 %. Але у квита 2001 року вона була нижче -118 запусшв (49 %), а у травш i червш 2002 року -128 i 141 або 53 i 59 %, вщповщно.
У 2003 рощ кшькють зондувань знизилась у серпш - з 128 до 92 спостережень на мюяць за раху-нок зменшення запускiв у захщних областях та пов-но! ввдсутносл !х над Ужгородом. В 2004 i 2005 роках забезпечешсть ще погiршилась i не перевищувала 60 %, тобто 150 разiв на мюяць. Це попршення мож-на пояснити тим, що стало мало випускатися радюзондувань через брак фiнансування. В Ужгородi з червня по вересень 2005 року взагалi вiдсутнi даш В 2006-2007 рр. забезпеченiсть даними впала вш 170 до 128 (у вересш) спостережень на мюяць.
Отже, через такий розподш якосп вихiдних даних над Укра!ною висновки про режим формування СТНР над заходом кра!ни можуть бути лише приблизш
Таблиця 1
Забезпеченiсть даними радюзондування у тепле пiврiччя над Украною у перiод 2001-2007 рр.
Пункт Мiсяцi
IV V VI VII VIII IX
к. в. % к. в. % к. в. % к. в. % к. в. % к. в. %
Ки!в 183 87 188 87 179 85 204 94 188 86 200 95
Одеса 123 58 126 58 129 61 141 65 119 55 99 47
Харк1в 195 93 188 87 188 89 197 91 178 82 163 77
Сiмферополь 124 59 139 64 127 60 121 56 127 58 129 61
Шепепвка 170 81 138 63 156 74 170 78 141 65 191 91
Львiв 94 45 89 41 91 43 101 46 87 40 92 44
Чернiвцi 107 51 116 53 100 48 107 49 84 39 97 46
Ужгород 95 45 80 37 94 45 88 40 103 47 100 47
Рис. 1. Розподш (%) по мюяцях забезпеченосп даними радiозондування над Укра!ною (2001-2007 рр.)
Рис. 2. Розподш числа радюзондувань по роках над Укра!ною (2001-2007 рр.)
Протягом перюду дослiджения 2001-2007 рр. у 00 UTC виявлено 320 випадюв посилення швид-костi виру в нижиiй тропосферi, тобто в 5,2 % вщ за-гального числа зондувань (6194) швидк1сть виру у нижиьому 3-км шaрi досягала 15 м/с та бшьше. Як видно з табл. 2, усього було здшснено 6194 радюзон-дувань, що складало 60,4 % вщ нормативних 10248.
Найкраща повторювaнiсть СТНР спостерталася в Одесi i досягала 64 випадюв, тобто 8,9 %. Також ввдносно часто струмеш ввдшчалися над Киевом -59 випадюв (5,3 %). Майже однакова активтсть формування явища виявлена над Шепеивкою, Омферо-полем i Чершвцями - по 33-40 випадк1в, що складае ввд 4,3 до 6,2 %. Менш за все СТНР фшсувалися над Львовом та Ужгородом: 23-29 випадюв або 4,3-5,3 %.
Максимальна швидюсть (Vmax, м-c-1) СТНР спостер^алась над Чернiвцями (28 м-c-1), а мшмаль-на (17 м-c-1) над Шепеивкою.
Ввдносно iнтенсивностi СТНР слщ вiдмiтити, що протягом перюду дослщження вона послабшала на 1-2 м-с-1 по вае! територп Украши у порiвняннi з бaгaторiчними даними [2]. В цiлому, цей параметр коливався вiд 18 до 19 м-с-1, з мшмальним значениям над Ужгородом - 17 м-с-1 (рис. 3). Дещо бшьш штен-сивш низьк1 струменi (19 м^с-1) формувалися над Львовом, Сiмферополем та Шепеивкою (рис. 4), тобто у районах з помпним впливом орографп на атмо-сфернi процеси, а також над Одесою у травш i квiтнi, можливо через проходження активних фронтальних роздiлiв [10, 11].
Таблиця 2
Забезпеченють рaдiозондaми та повторювaиiсть (к. в./%) i максимальна швидк1сть СТНР у тепле пiврiччя над
Украиною у перюд 2001-2007 рр.
Станщя Число РЗ СТНР Vmax, м-c
к. в. % к. в. %
Ки!в 1122 87,6 59 5,3 27
Одеса 716 55,9 64 8,9 22
Харк1в 985 76,9 35 3,6 27
Омферополь 747 58,3 33 4,4 24
Шепетiвкa 940 73,4 40 4,3 21
Львiв 538 42,0 23 4,3 23
Чернiвцi 598 46,7 37 6,2 28
Ужгород 548 42,8 29 5,3 25
по Украш 6194 60,4 320 5,2 27
Рис. 3. Середня iнтенсивнiсть СТНР над Украшою у тепле пiврiччя 2001-2007 рр.
н
V
5J
Г\ л
5 я S л § 5 S о а • и а ! э й-
vin
VII
VI
IV
X
Рис. 4. Середня штенсившсть СТНР над Украшою з кытня по вересень 2001-2007 рр.
Найбiльшi середнi значения висоти оа (Н0, м) виявились над Ужгородом (1350 м), а найменшi (900 м) - над Одесою (табл. 3).
Потужшсть струменiв (АН, м) в середньому складала ввд 600 до 900 м, причому найпотужнiшi СТНР зафшсоваш над Львовом (1010 м), а най-
6. Висновки
1. Над рiвнинною частиною Укра1ни (Одеса, Кт'в) у тепле пiврiччя СТНР формувалися частiше, нiж над захвдними регюнами 3i складними оро-графiчними умовами, за винятком мiста Харк1в, де по-вторюванiсть низьких струменiв складала 3,6 %, що суттево не вiдрiзняeться вiд перiоду 1975-1995 рр.
2. 1нтенсившсть СТНР протягом теплого тв-рiччя 2001-2007 рр. послабшала на 1-2 мх-1 по вае! територп Украши у порiвняннi з багаторiчними даними.
3. Порiвнюючи просторовi характеристики СТНР над Украшою виявлено, що у 2001-2007 рр. СТНР характеризувалися меншою iнтенсивнiстю, але бiльшою потужнютю нiж у 1975-1995 рр. при збере-женнi ix повторюваностi в умовах попршення якостi вихвдно! шформацп.
Лiтература
1. 1вус, Г. П. Практикум зi спецiалiзованиx про-гнозiв погоди [Текст]: навч. пос. / Г. П. 1вус. - Одеса: Еко-лог1я, 2007. - 328 с.
тонк^ - над Одесою (610 м). Залежносп вiд висоти станцп над рiвнем моря не виявилось, але у межах теплого сезону б№ш потужиi струменi формувалися ввд квiтия по липень, а у серпш i вереснi спостерта-лося зменшення товщини шару з великими швидко-стями вiтру.
2. 1вус, Г. П. Спещатзоваш прогнози погоди [Текст]: тдручник / Г. П. 1вус. - Одеса: ТЕС, 2012. - 407 с.
3. Ивус, Г. П., Структура мезоструй над Украиной и Молдавией [Текст] / Г. П. 1вус, С. М. Иванова // Труды УкрНИГМИ. - 1987. - Вып. 225. - С. 68-73.
4. Means, L. L. On thunderstorm forecasting in the central United States [Text] / L. Means // Monthly Weather Review. - 1952. - Vol. 80, Issue 10. - P. 165-189. doi: 10.1175/1520-0493(1952)080<0165:otfitc>2.0.co;2
5. Логвинов, К. Т. Опасные гидрометеорологические явления в Украинских Карпатах [Текст] / К. Т. Логвинов, А. Н. Раевский, М. М. Айзенберг. - Л.:Гидрометео-издат, 1973. - 200 с.
6. Ивус, Г. П. Смерчи и струйные течения низких уровней (обзор литературных источников) [Текст] / Г. П. 1вус, А. Б. Семергей-Чумаченко // Культура народов Причерноморья. - 2006. - № 73. - С. 156-158.
7. Стихшш метеоролопчш явища на територп Ук-ра1ни за останне двадцятирiччя (1986-2005 рр.) [Текст] / за ред. В. М. Лшнського, В. I. Осадчого, В. М. Бабiченко. -К.: Нка-Центр, 2006. - 312 с.
8. Whiteman, C. D. Low-level jet climatology from enhanced rawinsonde observations at a Site in the southern great plains [Text] / C. Whiteman, X. Bian, S. Zhong // Journal of
Таблиця 3
Середт значення висоти оа та потужносп СТНР над Украшою у тепле пiврiччя (2001-2007 рр.)
Пункт Мюящ
IV V VI VII VIII IX IV-IX
Н0, м
Ки!в 1230 1060 700 580 970 870 960
Львiв 1000 1080 1100 1950 1320 700 1150
Одеса 740 1670 850 1200 720 780 900
Омферополь 1110 1200 1000 1170 820 800 1070
Ужгород 980 1500 1440 1550 1200 1500 1350
Харшв 1250 620 1140 1460 700 1020 1100
Чершвщ 1340 1030 980 1120 920 950 1090
Шепепвка 800 1180 1060 1180 1060 1060 1050
АН, м
Ки!в 840 1060 970 270 1030 920 900
Львiв 870 1100 1060 1200 940 850 1010
Одеса 540 1600 490 760 242 770 610
Омферополь 940 500 1000 790 770 350 820
Ужгород 430 1250 1019 650 320 150 760
Харшв 1130 250 750 1190 550 670 830
Чершвщ 870 460 1530 740 350 570 740
Шепепвка 750 560 910 1050 950 870 840
Applied Meteorology. - 1997. - Vol. 36, Issue 10. - P. 13631376. doi: 10.1175/1520-0450(1997)036<1363:lljcfe>2.0.co;2
9. Bonner, W. D. Climatology of the low-level jet [Text] / W. D. Bonner // Monthly Weather Review. - 1968. -Vol. 96, Issue 12. - P. 833-850. doi: /10.1175/1520-0493 (1968)096<0833:cotllj>2.0.co;2
10. Когогш, О. I. Формування лигах низькотропо-сферних течш Одесою у 2001-2010 рр. [Текст] / О. I. Когогш, А. Б. Семергей-Чумаченко, Г. П. 1вус // Матерiали мiжнарoднol науково! конференцп студентiв та молодих вчених «Актуальн проблеми сучасно! пдрометеорологп». ОДЕКУ. - Одеса: ТЕС, 2012. - С. 149-151.
11. Ивус, Г. П. Влияние адвекции тепла на образование струйных течений нижних уровней [Текст] / Г. П. 1вус, А. Б. Семергей-Чумаченко, Е. В. Агайар, А. П. Дмитренко // Украшський пдрометеоролопчний журнал. -2011. - Вип. 9. - С. 66-72.
References
1. Ivus, G. P. (2007). Practicum zi spetsializovanyh prognoziv pogody [Workshop on specialized weather forecasts]. Odessa: Ecology, 328.
2. Ivus, G.P. (2012). Spetsializovani prognozy pogody [The specialized weather forecasts]. Odessa: TES, 407.
3. Ivus, G. P., Ivanova, S. M. (1987). Struktura mezos-truy nad Ukrainoy i Moldovoy [The structure of the meso jet over Ukraine and Moldova]. Proceedings UkrNYHMY, 225, 68-73.
4. Means, L. L. (1952). On thunderstorm forecasting in the central United States. Monthly Weather Review,
80 (10), 165-189. doi: 10.1175/1520-0493(1952)080<0165: otfitc>2.0.co;2
5. Logvinov, K. T., Raevskiy A. N., Ayzenberg M. M (1973). Opasnyie gidrometeorologicheskie yavleniya v Ukrain-skih Karpatah. Leningrad: Gidrometeoizdat, 200.
6. Ivus, G. P., Semergei-Chumschenko, A. B. (2006). Smerchi i strujnye techeniya nizkix urovnej (obzor literaturnyx istochnikov) [Tornadoes and jet streams on the lower levels (literature review)]. Culture of the Black Sea, 73, 156-158.
7. Lipinskjy, V. M., Osadchiy, V. I., Babichenko, V. M. (Eds.) (2006). Stixijni meteorologichni yavishha na teritorii ukraini za ostanne dvadcyatirichchya (1986-2005 rr.). Kyiv: nika-centr, 312.
8. Whiteman, C. D., Bian, X., Zhong, S.(1997). Low-level jet climatology from enhanced rawinsonde observations at a Site in the southern great plains. Journal of Applied Meteorology, 36 (10), 1363-1376. doi: 10.1175/1520-0450(1997)036 <1363:lljcfe>2.0.co;2
9. Bonner, W. D. (1968). Climatology of the low-level jet. Monthly Weather Review, 96 (12), 833-850. doi: 10.1175/ 1520-0493(1968)096<0833:cotllj>2.0.co;2
10. Kohohin, O. I., Semerhei-Chumachenko, A. B., Ivus, H. P. (2012). Formuvannia litnikh nyz'kotroposfernykh techii nad Odesoiu u 2001-2010 rr. Materialy mizhnarodnoi nau-kovoi konferentsii studentiv ta molodykh vchenykh «Aktual'ni problemy suchasnoi hidrometeorolohii». ODEKU, 149-151.
11. Ivus, G. P., Semergei-Chumachenko, A. B., Aga-yar, E. V., Dmitrenko, A. P. (2011). Vliyanie advektsii tepla na obrazovanie struynyih techeniy nizhnih urovney. Ukrains'kyi hidrometeorolohichnyi zhurnal, 9, 66-72.
Рекомендовано до публкаци д-р геогр. наук Ляшенко Г. В.
Дата надходження рукопису 15.06.2016
1вус Галина ^TpiBHa, кандидат геoграфiчних наук, професор, завщувач кафедри, кафедра метеорологи та мматологп, Одеський державний еколопчний унiверситет, вул. Львiвська, 15, м. Одеса, Украша, 65016
E-mail: [email protected]
Семергей-Чумаченко Алша Борисiвнa, кандидат геoграфiчних наук, доцент, кафедра метеорологи та ктматологп, Одеський державний екoлoгiчний ушверситет, вул. Львiвська, 15, м. Одеса, Украша, 65016 E-mail: [email protected]
Агайар Елша Вiкторiвнa, кандидат геoграфiчних наук, доцент, кафедра метеорологи та ктматологп, Одеський державний еколопчний ушверситет, вул. Львiвська, 15, м. Одеса, Украша, 65016 E-mail: [email protected]
Дмитренко Анастамя Павл1вна. аспiрант, кафедра метеорологи та ктматологи, Одеський державний екoлoгiчний ушверситет, вул. Львiвська, 15, м. Одеса, Украша, 65016 E-mail: [email protected]
Сухов Олександр Олексшович, асистент, кафедра електропостачання та енергетичного менеджменту, Одеський нацюнальний пoлiтехнiчний унiверситет, пр. Шевченко, 1, м. Одеса, Украша, 65016 E-mail: [email protected]
