CC BY
83
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________2006, том 49, №10-12__________
КЛИМАТОЛОГИЯ
УДК 551.58(075,8)
Член-корреспондент АН Республики Таджикистан Ф.Х.Хакимов, С.О.Мирзохонова, О.В.Мирзохонов*
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОГО ПАМИРА
Основные преобразования солнечной энергии происходят вблизи подстилающей поверхности почвы или воды в слое ниже поверхности растений, называемом деятельным слоем (или, условно, деятельной поверхностью). Неоднородность строения этого слоя ведет к различиям метеорологического режима, которые даже в близкорасположенных пунктах иногда весьма значительны.
Но даже в тех случаях, когда особенности деятельной поверхности имеют сравнительно большое горизонтальное протяжение (десятки километров), их влияние не может в заметной степени распространиться по вертикали на всю тропосферу и на некоторой высоте воздействия участков деятельной поверхности смешиваются. По этой причине характер погоды, зависящей от процессов большого масштаба (адвективные, фронтальные и т.п.), остается одним и тем же над участками с различной деятельной поверхностью. Здесь мы имеем дело не с различными типами климата, а с особенностями одного и того же климата [1].
Необходимо отметить, что климат Земного шара делится на 5 поясов: это экваториальный, тропический, субтропический, умеренной широты и арктический (антарктический).
Таджикистан расположен в северной части субтропического пояса. Климат Таджикистана по структуре разнообразный и изменяется не только в горизонтальном (широтном) протяжении, но и в вертикальном (высотном), причем это последнее изменение более существенно для территории Таджикистана [2].
Очень интересным районом для исследования изменения климата является Восточный Памир.
В физико-географическом отношении он представляет собой высокогорное плато, расположенное выше 3500 м над уровнем моря. Для него характерны хребты с пологими склонами, поднимающимися на 1-2 км над долинами и бесконечными котловинами. Климат и растительность носят здесь ярко выраженный высокогорный характер.
Климат Восточного Памира характеризуется холодным летом и суровой малоснежной
зимой.
Для районов Восточного Памира характерно почти полное отсутствие безморозного периода. Заморозки на почве в этом районе отмечаются на протяжении всего периода года.
Средняя годовая температура воздуха на Восточном Памире составляет 5-70С мороза. Ежегодный повторяющийся минимум температуры воздуха в Булункуле составляет 490 мо-
роза. Сильные ветра в сочетании с низкими температурами создают условия, сходные с арктическими.
Лето на Восточном Памире непродолжительное. Положительные температуры, как правило, наблюдаются только в дневное время, а ночью даже в середине лета часто бывают заморозки.
На Восточном Памире наблюдается самое большое число дней (45-55) с температурой воздуха ниже -200С при бесснежье. Для данного района характерны очень резкие колебания температуры воздуха в течение года. В январе средняя месячная температура воздуха опускается до -250С. Абсолютный минимум исключительно низкий: так, в Булункуле он составляет -610С.
Средняя июльская температура (самого теплого месяца года) не превышает +130С. Абсолютный максимум температуры воздуха колеблется в пределах от 200С до 340С.
На Восточном Памире выпадает очень мало осадков. Вследствие чрезвычайной сухости воздуха здесь снег не тает, а испаряется. Годовая сумма составляет 70-120 мм. Для равнин, предгорий, а также для горных районов Западного Таджикистана характерен годовой ход осадков с минимумом в летние месяцы, а максимумом в весенние. На Восточном Памире изрезанный рельеф местности активизирует фронты, особенно по мере повышения температуры воздуха (лето), и здесь максимальное число осадков выпадает в летние месяцы. На Восточном Памире наблюдается меньше всего дней с осадками 35-50.
В районах Восточного Памира с незначительной высотой снежного покрова и низким температурным фоном наблюдается большая глубина промерзания почвы. Даже на глубине 40 см температура почвы удерживается в холодный период года ниже -100С.
Для исследования изменения климата использованы результаты наблюдений за температурой воздуха в период с 1960 по 1990 гг. на четырех метеорологических станциях, расположенных на Восточном Памире: Булункуль, Мургаб, Каракуль и Шаймак (табл.1).
Метеорологическая станция Каракуль расположена на высоте 3932 м над ур. м. в восточной части Памирского нагорья, на северо-восточном берегу оз. Каракуль. Рельеф местности горный. Окружающая местность представляет собой обширную высокогорную котловину, со всех сторон окруженную горами. Расстояние до ближайших гор составляет 1-1.5 км. Другие горы удалены на 12 км.
Высота метеорологической станции Мургаб 3576 м над ур. м. Станция расположена в юго-восточной части Памирского нагорья, в долине р. Мургаб. Рельеф местности горный. Долина со всех сторон окружена горами, возвышающимися над уровнем станции на 800 -1000 м. Вершины дальних хребтов имеют абсолютные отметки более 5000 м и покрыты вечными снегами и ледниками.
Высота метеорологической станции Шаймак составляет 3840 м над ур. м. Она расположена в юго-восточной части Памирского нагорья, в долине р. Аксу, ширина которой около 3 км.
Высота метеорологической станции Булункуль 3744 м над ур. м. Она расположена в центральной части Памирского нагорья.
Таблица 1
Многолетняя среднемесячная и годовая температура воздуха, °С (по данным инструментальных наблюдений)
Станции 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Сред- него- довая
Булункуль -24.6 -21.1 -14.3 -4.9 2.4 7.0 10.7 10.4 5.1 -2.7 -11.6 -20.4 -5.3
Каракуль -18.1 -15.3 -9.7 -3.6 0.8 4.8 8.5 8.2 3.7 -2.6 -8.9 -14.8 -3.8
Мургаб -17.7 -13.9 -6.8 0.4 5.4 9.3 13.1 12.8 7.1 -0.5 -8.5 -14.8 -1.2
Шаймак -17.4 -14.5 -8.9 -2.1 2.3 6.6 10.0 10.0 4.7 -2.6 -10.6 -14.6 -3.2
Наиболее удовлетворительным способом получения прогнозов является применение метода наименьших квадратов для определения коэффициентов в линейном уравнении [3].
Для анализа изменения температуры были использованы линейные уравнения, рассчитанные методом наименьших квадратов, описывающие медленное, постепенное изменение случайной переменной в течение всего анализируемого периода. Такое постепенное изменение называется трендом. Его величина рассчитывается по формуле
У= ах+Ь, (1)
где а - коэффициент величины тренда и Ь - коэффициент значения температуры, х - количество годовых промежутков.
Коэффициенты а и Ь можно рассчитать по формулам
а= (рг¡-го4]}/ (рй2-й! ), (2)
Ь= (Г(42-Г$1)/( рё2^12), (3)
где р - число расчетов данных, г0 =%уп; Г1 =Еупхп; =Ехп; ё2=Ех^.
Исследование тренда (1) является частью общей проблемы исследования нерегулярных флуктуаций временного ряда и, как правило, отдельно не производится. Поэтому тренд рассчитывается за достаточно продолжительный период. В нашем случае расчет был проведен для 4-х станций за период в 30 лет по данным значений температуры воздуха.
По данным температур воздуха, рассчитывались коэффициенты а и Ь по формулам (2) и (3). Приведенные в табл. 2 данные показывают, как меняются эти величины для каждого параметра температуры воздуха.
Таблица 2
Значения линейного уравнения (у = ах+Ь)
Станции Средние температуры м мум и н и а й и н д е ерС м мум и й а а й и н д е р С Абсолютный минимум Абсолютный максимум Средний из абсолютных минимумов Средний из абсолютных максимумов
Булункуль -0.034х 0.023х -0.009х -0056х 0.049х 0.021х 0.034х
-5.13 -13.8 +2.7 -45.99 +22.7 -23.3 +8.4
Каракуль 0.016х 0.039х 0.008х -0.015х 0.068х 0.037х 0.033х
-3.9 -9.8 +19.7 -33.3 +19.3 16.8 +7.5
Мургаб 0.012х 0.036х 0.004х -0.022х 0.054х 0.031х 0.042х
-1.5 -9.3 +6.1 -33.8 +24.6 -16.3 +11.5
Шаймак 0.003х 0.021х -0.001х -0.057х 0.037х 0.018х 0.036х
-3.3 -10.3 +4.1 -36.7 +22.97 -18.2 +10,2
По данным температуры воздуха (табл.2) и рассчитанным коэффициентам можно построить следующие графики, где «х», как отмечали ранее, количество годовых промежутков.
На графиках можно видеть, как изменялась температура воздуха за период с 1960 по 1990 гг.
Ломаные линии - это данные годовых температур воздуха за период с 1960 по 1990 гг.
Прямые линии показывают линию тренда или коэффициента - а.
Коэффициент Ь на графике является значением начала линии тренда данного периода. Коэффициент а характеризует тенденцию и количественную характеристику изменения температуры воздуха за исследуемый период.
Понижение температур за период с 1960 по 1990 гг. (табл.3) наблюдались в котловине Яшилькуля-Булункуля. Среднегодовые, средние максимальные и абсолютные минимальные температуры опустились за 30 лет примерно от 0.3 до 1.70С, за один год этот коэффициент составляет от -0.009 до -0.0560С.
На территории Мургаба, Каракуля и Шаймака только абсолютные минимальные температуры понизились на -0.45 -1.710С, за год этот коэффициент составляет -0.015 -0.0570С, а другие повысились от 0.009 до 2.04.
952
lililí
О) СЛ (л) ГО -1 N) Gû
О О О О О О О О О О О
О о о о о о о о о о о
I I I
СЛ 00
ООО
Шаймак Мургаб Каракуль Булункуль Станции Значение коэффициента а (тренда) за тридцатилетний период
О О 40 О и> О 00 1 о ю Средние температуры
О и> о 00 ^1 о сл чо Средний минимум
о о и> о ю о К) 1 о к> Средний максимум
1 ‘<1 1 о 1 о 1 сл 00 Абсолютный минимум
г ю о ю о <1 Абсолютный максимум
О 1/1 о чо и) г о сл и) Средний из абсолютных минимумов
о 00 К) о чо чо о ю Средний из абсолютных максимумов
н
рэ
СП
й
5
С
рэ
и)
Доклады Академии наук Республики Таджикистан 2006, том 49, №10-12
—0---- средний из абсолютно минимальных
—В— абсолютный минимум
—А— средний из абсолютно максимальных
—х— абсолютный максимум
-Ж---- средняя минимальная
—•---- средняя максимальная
_1____ средняя температура
по вертикали величина температуры, по горизонтали годы начиная с 1960 г.
По Восточному Памиру только на территории Булункуля наблюдается падение средних, средних максимальных и абсолютных минимальных температур. По другим параметрам идет тренд положительный.
Другие станции, расположенные на территории Восточного Памира, дают рост тренда, за исключением абсолютных минимальных температур.
На основе анализа проведенных расчетов мы пришли к следующим выводам. Если для всего Земного шара идет значительный рост абсолютных минимальных температур и менее значительный рост абсолютных максимальных температур, т.е. их амплитуда уменьшается, на территории Восточного Памира абсолютная минимальная температура падает, а абсолютная максимальная растет, т.е. их амплитуда увеличивается [4].
Для средних минимальных и средних максимальных температур воздуха характерны изменения, соответствующие ходу температур для всего Земного шара, т.е. идет незначительный рост максимальных и сильный рост минимальных температур.
Таджикский государственный национальный университет, Поступило 23.11.2006 г.
*Агентство по гидрометеорологии Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Климатология. Под ред. Дроздова О.А., Кобышева Е.У М.: Гидрометиздат 1989, 567 с.
2. Агрометеорологические ресурсы Таджикской ССР. I. Л.: Гидрометиздат, 1977, 216 с.
3. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статические методы в метеорологии Л.: Гидрометиздат, 1967, 242 с.
4. Рамочная конвенция по изменению климата. Душанбе, 1999, 29 с.
Ф.Х.Хакимов, С.О.Мирзохонова, О.В.Мирзохонов ТАГЙИРЁБИИ РЕЧАИ ^АРОРАТИ ДАР ПОМИРИ ШАРЦИ
Дар мадолаи мазкур тагйирёбии речаи хароратии Помири Шарки дар тули 30 сол тахдид шудаст.
F.H.Hakimov, S.O.Mirzokhonova, O.V.Mirzokhonov TEMPERATURE CONDITION CHANGE IN EASTERN PAMIR
The present work describes characteristic features of the temperature conditions change in Eastern Pamir for 30 years.
