CC BY
250
Метеорология и климатология
УДК 551.581
В.А. Шкляев, Л.С.Шкляева
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ОПАСНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПОГОДЫ НА
ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ1
Пермский государственный университет, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, ешай:8ЬкНаеу@р8и.гц
Рассматриваются пространственные особенности различных статистических характеристик гроз, града, метелей и туманов на территории Пермского края. Приводятся данные о продолжительности явлений, их экстремальных особенностях. Прослеживаются временные изменения климатических характеристик явлений на протяжении 60 лет XX в.
К л ю ч е в ы е с л о в а: метели; туманы; грозы; град; климатологическая обработка; циркуляционные условия; физико-географические условия; Уральские горы; Пермский край.
Введение
Явления погоды оказывают существенное влияние на производственную деятельность и условия жизни человека. Такие явления, как грозы, град, туманы, метели, являются опасными, так как могут повредить линии связи, электропередач, затрудняя тем самым работу транспорта; они отражаются и на других видах хозяйственной деятельности. Явления погоды существенно зависят от циркуляционных особенностей территории, особенностей рельефа подстилающей поверхности, наличия водных объектов. Разнообразные физико-географические условия Пермского края, такие как возвышенности, наличие Уральских гор на востоке территории, Камского, Воткинского и других водохранилищ, приводят к своеобразному пространственному распределению частоты явлений погоды. Большая протяженность края с севера на юг также вносит свой вклад в пространственное распределение опасных явлений погоды.
Несмотря на значимость перечисленных явлений погоды и их статистических характеристик, в различных климатических обзорах им не уделяется достаточного внимания, либо они вообще не рассматриваются, либо информация представлена по небольшому количеству метеостанций [2; 7; 9]. Это связано с качеством получаемой информации, ошибками при наблюдениях за этими явлениями, трудоемкой обработкой результатов наблюдений. Однако в настоящее время достаточно длинные ряды различных характеристик явлений позволяют критически оценить имеющиеся данные и, выполнив отбраковку некачественных, получить надежные статистические оценки.
Методика исследования и материалы Анализ климатических особенностей явлений погоды в Пермском крае осуществлялся по информации, приводимой в различных климатологических справочниках [3-5; 8], дополненной данными из «Метеорологических ежемесячников» [6]. После проведения критического контроля используемых данных и отбраковки некачественной информации оказалось, что наиболее надежными являются данные о числе дней с явлениями. Для них рассчитывались не только средние значения, но и стандартные отклонения, коэффициенты вариации, а также оценивалась точность полученных характеристик. Ввиду того что рассматриваемые явления носят достаточно локальный характер, по возможности использовались данные наблюдений всех метеостанций, имеющих ряды наблюдений длительностью 20-25 лет и более, таким образом, период наблюдений составил 1936-1996 гг. Это обеспечивало получение качественных статистических характеристик для туманов, гроз и метелей. Однако поскольку град на территории края наблюдается крайне редко, то даже такие объемные выборки не позволяли получить требуемую точность оценок. В этом случае при анализе учитывалась пространственная коррелированность данных наблюдений, что способствовало повышению надежности используемых характеристик о распределении числа дней с градом.
Метеорология и климатология
Рис. 1. Распределение среднего годового количества дней с метелью Рис. 2. Распределение среднего годового количества дней с туманом
Метеорология и климатология
Характеристики отдельных явлений погоды
Метели
Метели - метеорологическое явление, опасное для всех видов транспорта. При длительных метелях с сильным ветром увеличиваются затраты на расчистку автомобильных дорог, городских улиц, взлетно-посадочных полос. Еще больший ущерб транспортному хозяйству наносит отмена из-за метелей запланированных пассажирских и грузовых перевозок.
В работе учитывалось число дней с общими и низовыми метелями, т.е. как перенос уже выпавшего снега, так и его перенос в совокупности с выпадающим снегом. Эти явления проявляются на территории Пермского края достаточно часто в холодный период года. Тем не менее в зависимости от циркуляционных и физико-географических условий они могут проявляться по-разному как по территории, так и во времени [2]. В Уральском Прикамье наблюдается 30-60 дней в году с метелями с максимумом в северной части края (рис. 1).
Таблица 1
Статистические характеристики чисенности дней с метелью за год
Метеостанция X с с. Х -Л-макс Х -Л-мин Ошибки Ошибки относительные, %
¿с, дх/х ¿о/о ¿с,/С,
Тулпан 32,0 13,8 0,43 51 5 2,51 1,78 0,06 8 13 14
Ныроб 78,3 18,9 0,24 118 41 2,81 1,99 0,03 4 11 11
Ваяя 23,4 12,7 0,54 49 4 1,91 1,35 0,07 8 11 12
Полюдов Камень 105 41,3 0,39 164 8 6,53 4,61 0,05 6 11 12
Чердынь 58,2 14,5 0,25 101 31 2,16 1,52 0,03 4 11 11
Гайны 52,8 18,2 0,35 93 21 2,75 1,94 0,04 5 11 11
Коса 58,2 16,0 0,28 94 24 2,41 1,71 0,03 4 11 11
Кочево 39,3 13,5 0,34 70 8 2,02 1,43 0,04 5 11 11
Соликамск 51,4 15,3 0,30 76 20 2,66 1,88 0,04 5 12 13
Березники 43,9 18,6 0,42 81 5 2,81 1,99 0,05 6 11 12
Кизел 47,5 16,4 0,34 79 12 2,62 1,85 0,04 6 11 12
Кудымкар 46,8 20,2 0,43 89 4 3,01 2,13 0,05 6 11 11
Островная 55,0 21,2 0,39 99 13 4,16 2,94 0,06 8 14 15
Чермоз 32,9 10,4 0,32 55 10 1,87 1,32 0,04 6 13 13
Добрянка 43,4 22,0 0,51 95 0 3,32 2,35 0,06 8 11 12
Бисер 62,3 28,7 0,46 135 5 4,27 3,02 0,05 7 11 12
Сива 24,4 8,3 0,34 48 10 1,70 1,20 0,05 7 14 15
Чусовой 46,4 12,1 0,26 71 17 2,28 1,61 0,04 5 13 14
Г ригорьевская 54,8 14,4 0,26 84 22 2,78 1,96 0,04 5 14 14
Верещагино 40,4 17,4 0,43 72 8 2,62 1,85 0,05 6 11 12
Лысьва 45,5 16,5 0,36 79 7 2,48 1,76 0,04 5 11 11
Пермь 59,6 23,2 0,39 102 8 3,46 2,45 0,04 6 11 11
Кын 25,6 15,8 0,62 73 1 2,43 1,72 0,08 10 11 13
Большая Соснова 41,6 12,6 0,30 74 17 1,91 1,35 0,03 5 11 11
Оханск 28,2 17,1 0,61 93 6 3,03 2,14 0,09 11 13 15
Кунгур 34,1 12,1 0,36 54 12 1,81 1,28 0,04 5 11 11
Оса 27,7 11,5 0,41 50 6 1,71 1,21 0,05 6 11 11
Ножовка 30,3 14,3 0,47 57 1 2,19 1,55 0,06 7 11 12
Барда 40,5 14,9 0,37 79 12 2,35 1,66 0,04 6 11 12
Суда 54,9 18,7 0,34 97 15 3,81 2,69 0,05 7 14 15
Чайковский 39,5 15,4 0,39 75 14 2,72 1,92 0,05 7 13 13
Чернушка 46,6 15,3 0,33 83 17 2,27 1,61 0,04 5 11 11
Октябрьский 45,3 14,8 0,33 81 14 2,20 1,56 0,04 5 11 11
Метеорология и климатология
Большое влияние на пространственно-временную изменчивость распространения метелей оказывает сложный рельеф территории и в первую очередь меридионально направленный Уральский хребет на востоке края. Непосредственно в горных районах распределение метелей зависит от форм рельефа, экспозиции склонов, высоты места и защищенности. На открытых западных склонах и вершинах гор метели отмечаются значительно чаще, чем на защищенных от ветра восточных склонах, в долинах и котловинах. Так, на вершине горы Полюдов Камень в среднем за год фиксируется 105 дней с метелью, а на метеостанциях Кын и Daro, расположенных в защищенных долинах рек, - соответственно 27 и 23 дня (табл. 1).
В юго-западных и западных районах края наблюдается не более 30 дней с метелью. В то же время в юго-восточной части края число дней с метелью может превышать 50.
Особенности распределения по территории средних значений повторяемости метелей и характеристик ее изменчивости от года к году в основном аналогичны. Максимальная изменчивость наблюдается в горах, где средние квадратические отклонения составляют до 40 дней, наименьшая - в юго-западных районах края (о равно 8,3 дня, табл. 1). Коэффициент вариации почти по всей территории не превышает 0,6. В отдельные годы количество дней с метелями может превышать среднее в 1,5-3 раза. Метели могут одновременно охватывать большую территорию, например, в 1968 г. почти на всей территории края было зафиксировано наибольшее количество дней с метелями.
Метели, как правило, начинаются в конце октября и заканчиваются в конце апреля (табл. 2). Реже они наблюдаются в сентябре и мае, а в некоторых пунктах (Полюдов Камень) -даже в июне. В годовом ходе максимум дней с метелями приходится на период с декабря по январь.
Суммарная продолжительность метелей за год претерпевает значительные изменения, так как зависит от числа дней с метелями и меняется от нескольких сотен до 1360 ч. (табл. 3).
Таблица 2
Характеристика численности дней с метелью по месяцам [8]____________________
Метеостанция Характеристика Месяцы
IX X XI XII I II III IV V VI
Полюдов X 1,6 8,8 16,8 18,7 20,1 17,8 18,0 7,7 1,6 0,1
Камень у -Л-макс 13 22 27 29 30 27 28 16 7 2
у -Л-мин 0 0 2 2 4 6 4 1 0 0
Чердынь X 0,02 2,2 8,1 10,8 12,3 10,9 12,0 3,2 0,2
у макс 1 7 19 24 22 20 21 9 3
у мин 0 0 0 0 1 1 2 0 0
Бисер X 2,3 6,3 9,9 9,3 8,2 7,6 1,4 0,05
у макс 10 16 25 21 21 18 6 1
у мин 0 0 0 0 0 0 0 0
Верещагино у 1,5 6,4 10,2 10,8 9,3 8,2 1,2 0,05
у макс 10 20 22 20 19 18 6 2
у мин 0 0 0 1 1 0 0 0
Барда у 1,7 5,5 9,2 10,7 8,1 8,4 1,4 0,03
у макс 9 15 24 22 16 20 6 1
у мин 0 0 0 2 0 1 0 0
Таблица 3
Статистические характеристики суммарной продолжительности метелей за год, ч. [8]
Метеостанция Т с Т макс Т мин cv Ошибка
4 Sa SCv
Полюдов Камень 1357 410,5 2274 527 0,30 70,4 50,0 0,04
Кудымкар 394,0 133 738 177 0,34 26,1 18,5 0,05
Пермь 580,3 180,2 1076 299 0,31 38,6 26,7 0,05
Кунгур 267,2 131,4 522 75 0,49 22,5 16,0 0,07
Метеорология и климатология
Особо продолжительные метели (более 12 ч.) и метели, при которых дальность видимости уменьшается до 50 м и менее, наблюдаются достаточно редко (табл. 4). Лишь на открытых склонах и вершинах гор такие особо опасные метели отмечаются более часто: 25-40 раз за год. В защищенных от ветра местах они регистрировались не чаще 1-5 раз в 10 лет, а в отдельных пунктах вообще не наблюдались. В среднем особо опасные метели (то>12 ч., d<50 м) длятся непрерывно от 23 до 35 ч. И более. В 10-20% случаев они продолжаются более 2 сут., в отдельные годы - еще дольше. Так, на ст. Полюдов Камень метель наблюдалась с 31 декабря 1951 г. по 6 января 1952 г. [8].
Зимой при усилении азиатского антициклона территория Уральского Прикамья находится под влиянием его западного отрога. В этом случае наблюдается увеличение повторяемости южных и юго-западных ветров, что приводит к возникновению особо опасных метелей. Вместе с тем в зависимости от местных условий при метелях могут преобладать и ветры других румбов. Еще больше зависит от местных условий и защищенности скорость ветра при метелях. Обычно метели возникают при скоростях ветра 7-10 м/с, усиливаются- при скоростях 15-18 м/с.
Таблица 4
Статистические и вероятностные характеристики продолжительности (ч.) _________________________особо опасных метелей (г,>12 ч., </<50 м) [6; 8]___________________
Метеостанция то тмакс Обеспеченность, %
5 10 20 30 50 70 80 90 95
Полюдов Камень 28,8 161 72 59 45 39 29 24 22 20 19
Чердынь 28 76 57 51 42 38 31 25 23 21 20
Соликамск 35,2 156 84 68 53 45 33 26 24 21 19
Кочево 23,4 48 46 42 35 30 24 21 20 19 18
Лысьва 29,9 73 62 54 46 41 33 26 23 21 19
Верещагино 30,4 87 68 59 49 42 34 27 24 21 19
Пермь 24,8 86 61 46 37 31 26 23 21 20 19
Кын 26,8 55 54 48 38 34 27 23 21 20 19
Барда 30,9 78 78 65 47 39 32 26 23 21 19
Октябрьский 35,3 100 69 62 53 46 36 28 25 22 20
Чернушка 31,2 87 65 59 50 43 34 27 24 21 19
О возможных границах одновременного охвата территории метелями свидетельствует такой пример: метелевый период, длившийся с 6 по 11 февраля 1958 г., был зафиксирован на 80-90 % станций [8]. Таким образом, в отдельных случаях почти вся территория Пермского края может быть охвачена метелями.
Туманы
Туманы могут нанести значительный ущерб хозяйственной деятельности, в первую очередь транспорту, так как ухудшение видимости часто приводит к ограничению или прекращению движения.
Распределение туманов на территории Пермского края очень разнообразно. Уральский хребет, расположенный на востоке края, играет большую роль в распределении туманов [2]. Можно отметить, что на увлажненных западных склонах среднее количество дней с туманом несколько больше, чем на остальной территории (рис. 2). Немаловажное значение для образования туманов имеют и другие местные условия: форма рельефа, высота над уровнем моря, близость водоемов и др., что определяет значительную пространственную изменчивость туманов (табл.5).
Например, самое большое количество дней с туманом (269) отмечено на станции Полюдов Камень, высота которой 530 м (табл. 5). Это свидетельствует о существенной зависимости туманов от высоты места.
Метеорология и климатология
Таблица 5
Статистические характеристики численности дней с туманам за год_________________
Метеостанция X с с, Х Л-макс Х Л-мин Ошибки Ошибки относительные, %
¿х ¿о ¿с, ¿у/х ¿о/о ¿о/С,
Тулпан 21,7 9,0 0,41 48 10 1,37 0,97 0,05 6 11 12
Ныроб 21,9 7,5 0,34 38 7 1,11 0,79 0,04 5 11 11
Вая 25,4 6,0 0,24 43 12 0,91 0,64 0,03 4 11 11
Усть-Черная 15,5 7,2 0,47 34 5 1,34 0,95 0,07 9 13 14
Полюдов Камень 211 19,3 0,09 254 175 3,06 2,16 0,01 1 11 11
Чердынь 36,0 13,8 0,38 64 8 2,06 1,46 0,04 6 11 11
Гайны 21,6 7,8 0,36 41 5 1,18 0,83 0,04 5 11 11
Коса 28,0 14,8 0,53 71 12 2,21 1,56 0,06 8 11 12
Кочево 13,7 6,1 0,44 27 2 0,93 0,66 0,05 7 11 12
Соликамск 28,9 10,9 0,38 54 14 1,93 1,36 0,05 7 13 13
Березники 15,2 7,7 0,51 36 4 1,16 0,82 0,06 8 11 12
Кизел 31,4 10,0 0,32 54 14 1,60 1,13 0,04 5 11 12
Кудымкар 16,7 5,3 0,32 28 3 0,79 0,56 0,04 5 11 11
Островная 11,1 4,4 0,40 22 2 0,87 0,62 0,06 8 14 15
Чермоз 14,7 6,1 0,42 30 5 0,92 0,65 0,05 6 11 12
Добрянка 11,5 4,2 0,36 23 4 0,63 0,44 0,04 5 11 11
Бисер 43,7 13,0 0,30 68 14 1,94 1,37 0,03 4 11 11
Сива 20,2 6,4 0,32 31 7 1,05 0,74 0,04 5 12 12
Чусовой 26,9 7,8 0,29 52 17 1,47 1,04 0,04 5 13 14
Г ригорьевская 24,4 7,6 0,31 44 16 1,46 1,03 0,04 6 14 14
Верещагино 22,6 8,1 0,36 39 4 1,21 0,85 0,04 5 11 11
Лысьва 15,3 6,7 0,44 31 3 1,01 0,71 0,05 7 11 12
Пермь 11,7 4,7 0,41 29 4 0,72 0,51 0,05 6 11 12
Кын 34,5 14,0 0,40 65 10 2,10 1,49 0,05 6 11 12
Большая Соснова 13,8 5,3 0,38 26 5 0,79 0,56 0,04 6 11 11
Оханск 24,8 8,8 0,36 52 9 1,33 0,94 0,04 5 11 11
Кунгур 16,2 7,9 0,49 38 4 1,18 0,84 0,06 7 11 12
Оса 12,0 5,2 0,43 23 1 0,78 0,55 0,05 7 11 12
Ножовка 10,0 5,1 0,51 22 3 0,76 0,53 0,06 8 11 12
Барда 22,8 7,5 0,33 44 12 1,20 0,85 0,04 5 11 12
Суда 23,3 7,5 0,32 40 11 1,53 1,08 0,05 7 14 15
Чайковский 15,3 7,9 0,52 37 3 1,41 0,99 0,07 9 13 14
Чернушка 21,2 8,7 0,41 46 8 1,30 0,92 0,05 6 11 11
Октябрьский 33,2 9,4 0,28 51 14 1,41 1,00 0,03 4 11 11
В целом на территории края выделяется несколько районов с различной повторяемостью туманов. Максимальное количество дней отмечено в северо-восточных и восточных, горных районах края (X >30). Наименьшее среднее число дней с туманом (X <15) наблюдается в юго-западной и центральной частях Пермского края. Среднее квадратическое отклонение числа дней с туманом изменяется от 4 до 10 дней, а на станциях, где среднее количество дней с туманом очень большое, изменчивость достигает 18-20 дней.
Туманы чаще наблюдаются в холодный период (табл. 6). В годовом ходе можно выделить два максимума: в конце лета, начале осени и зимой. В северных районах края эти периоды могут совмещаться и максимум смещается на осень.
Суммарная продолжительность и численность дней с туманом тесно взаимосвязаны -коэффициент корреляции между ними равен 0,92 [2; 8]. Это позволяет получить характеристики продолжительности косвенным путем по числу дней с туманами.
Наибольшая суммарная продолжительность туманов (т = 200 ч) наблюдается в северовосточной и восточной частях Пермского края [8]. На большей части остальной территории т не превышает 100 ч. Максимальные значения суммарной продолжительности туманов примерно в 1,5-2 раза превышают среднее значение.
Метеорология и климатология
Таблица 6
Характеристики численности дней с туманом по месяцам________________________
Метео- станция Харак- терис- тика Месяцы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Тулпан X 0,2 0,2 0,3 0,7 1,3 1,3 2,8 4,1 3,7 2,2 0,5 0,4
X макс 3 1 3 3 6 6 9 9 8 9 6 3
Полюдов Камень X 22,2 16,8 17,6 13,6 11,7 9,7 10,7 13,5 20,5 25,2 24,8 25,2
X макс 31 26 29 21 25 17 20 24 28 31 30 31
Чердынь X 2,4 1,6 1,8 3,5 2,7 2,2 3,1 4,5 6,6 6,6 4,7 3,2
X макс 6 5 6 9 11 6 9 10 15 15 16 12
Коса X 1,5 0,8 0,8 1,4 1,2 0,9 1,4 2,7 2,8 2,8 1,9 1,4
X макс 4 3 4 6 5 5 5 8 8 8 8 5
Березники X 2,4 2,0 2,0 1,2 0,9 0,5 1,2 2,1 2,7 2,1 1,5 2,1
X макс 10 8 8 5 6 2 4 6 11 8 7 9
Сива X 1,9 1,4 1,5 2,0 1,0 0,8 1,1 1,7 2,3 2,1 1,8 1,4
X макс 6 5 5 7 4 3 4 5 6 6 7 4
Кунгур X 2,9 3,2 1,4 0,7 0,7 0,7 1,5 2,9 2,6 1,4 0,7 1,7
X -Л-макс 13 15 6 2 3 4 4 7 9 7 3 9
Особо можно выделить туманы длительностью от 24 ч. И более при дальности видимости 50 м и менее как опасные явления погоды (табл. 7).
Таблица 7
Статистические характеристики непрерывной продолжительности опасных туманов (то>24 ч., ______________________________видимость Л'<50 м) [8]_____________________________________
Станция Тмакс Дата Год Т с Ст ¿, % с,
Полюдов Камень 391,5 28 XI— 14 XII 1971 52,5 35,8 1 2 0,68
Чердынь 120,0 17—22 X 1944 55,8 35,0 14 26 0,63
Кудымкар 50,5 5—7 I 1950 38,6 12,0 9 22 0,31
Верещагино 113,2 17—21 X 1944 54,0 29,0 12 22 0,54
Кунгур 83,8 30 XII—2 I 1955-56 43,9 13,6 3 8 0,31
Ножовка 63,5 5—7Х! 1961 41,0 16,4 10 23 0,4
Средняя продолжительность таких туманов колеблется от 39 до 56 ч. Среднее квадратическое отклонение изменяется от 12 до 36 ч., а максимальные значения - от 50 до 392 ч.
Грозы
Гроза - опасное метеорологическое явление, которое сопровождается сильными электрическими разрядами, шквалистыми ветрами, ливневыми осадками, нередко крупой или градом. Молнии при грозах повреждают линии связи и электропередачи, могут вызывать пожары, очень опасны для авиации.
В среднем за год количество дней с грозой колеблется от 22-24 на севере и юго-западе Пермского края до 30 на юге-востоке края и в центральной его части (рис. 3). Большое влияние на распределение гроз оказывают Уральские горы [10]. Западные их склоны расчленены долинами рек, имеют холмисто-увалистый характер и сложную ориентировку. Орографическое восхождение воздушных течений по наветренным горным склонам способствует усиленному образованию облачности и нередко — выпадению ливневых осадков, сопровождающихся грозой. Поэтому именно в горах находятся наиболее грозоопасные места (Чусовой - 28 дней с грозой за год).
Метеорология и климатология
Таблица 8
Статистические характеристики численности дней с грозой за год_________________
Метеостанция Y с С. y -Л-макс y -Л-мин Ошибки Ошибки относительные, %
¿x ¿о ¿C. ¿x/x ¿о/о ¿c/C.
Тулпан 22,5 S,6 0,3S 59 І2 1,31 0,92 0,04 6 ii 12
Ныроб 24,6 7,S 0,32 56 І0 1,16 0,S2 0,03 5 ii ii
Вая 23,S 6,0 0,25 45 ii 0,92 0,65 0,03 4 ii ii
Усть-Черная 22,S 7,1 0,3 І 39 S 1,31 0,93 0,04 6 13 14
Полюдов Камень 23,7 7,5 0,32 44 S І,iS 0,S3 0,04 5 ii 12
Чердынь 23,1 6,6 0,2S 40 7 0,9S 0,69 0,03 4 ii ii
Гайны 24,4 7,7 0,32 51 9 1,15 0,Si 0,03 5 ii ii
Коса 26,S 7,4 0,2S 43 І5 1,11 0,7S 0,03 4 ii ii
Кочево 25,0 7,6 0,30 49 І4 1,17 0,S3 0,03 5 ii ii
Соликамск 24,6 7,4 0,30 4S І3 1,29 0,91 0,04 5 12 13
Березники 26,2 7,3 0,2S 52 І4 1,11 0,7S 0,03 4 ii ii
Кизел 24,2 5,9 0,24 39 І2 0,94 0,66 0,03 4 ii 12
Кудымкар 22,7 7,9 0,35 50 7 i,1S 0,S3 0,04 5 ii ii
Островная 30,2 9,0 0,30 52 iS i,S0 1,27 0,04 6 14 15
Чермоз 26,2 7,S 0,30 4S І3 i,1S 0,S4 0,03 5 ii ii
Добрянка 25,6 6,7 0,26 40 S 1,00 0,71 0,03 4 ii ii
Бисер 25,S 6,6 0,26 41 І4 0,9S 0,70 0,03 4 ii ii
Сива 25,4 6,4 0,25 47 І5 1,05 0,75 0,03 4 12 12
Чусовой 2S,4 7,0 0,25 44 І4 1,33 0,94 0,03 5 13 14
Г ригорьевская 26,2 7,5 0,29 44 І5 1,44 1,02 0,04 5 14 14
Верещагино 24, І 7,6 0,32 41 І2 1,14 0,S0 0,03 5 ii ii
Лысьва 25,0 S,4 0,34 41 6 1,27 0,90 0,04 5 ii ii
Пермь 25,9 6,4 0,25 41 І3 0,97 0,6S 0,03 4 ii ii
Кын 24,9 6,0 0,24 41 І0 0,90 0,64 0,03 4 ii ii
Большая Соснова 24,9 7,6 0,3 І 39 І2 1,15 0,Si 0,03 5 ii ii
Оханск 24,0 6,1 0,25 37 І4 0,91 0,65 0,03 4 ii ii
Кунгур 24,2 6,7 0,2S 37 І0 1,00 0,71 0,03 4 ii ii
Оса 22, І 5,9 0,27 36 І0 0,S7 0,62 0,03 4 ii ii
Ножовка 24,0 6,5 0,27 36 S 1,02 0,72 0,03 4 ii ii
Барда 27,5 7,2 0,26 41 І4 1,14 0,Si 0,03 4 ii 12
Суда 30,4 S,4 0,2S 53 І6 1,71 1,21 0,04 6 14 15
Чайковский 23,9 7,S 0,33 42 І2 1,37 0,97 0,04 6 13 13
Чернушка 22, І S,2 0,37 46 6 1,22 0,S6 0,04 6 ii ii
Октябрьский 24,6 6,2 0,25 36 І3 0,92 0,65 0,03 4 ii ii
На прилегающих к Уральским горам возвышенностях в южной части края грозовая деятельность также зависит от условий орографии. Даже небольшие повышения рельефа, усиливая конвекцию, увеличивают повторяемость гроз. Так, в Суде с грозой наблюдается в среднем 30 дней в году.
На возникновение гроз оказывают воздействие водные объекты: Камское водохранилище, долины рек Камы, Чусовой. Поэтому выделяется еще одна область с большой частотой возникновения гроз - центральная часть края (Островная, Чермоз, Березники, Пермь).
Зависимость среднего квадратического отклонения от физико-географических особенностей местности выражена менее четко, чем от численности дней с грозой. Однако можно проследить тенденцию: на станциях с наибольшим числом дней с грозой отмечается и наибольшее среднее квадратическое отклонение.
Метеорология и климатология
Рис. 3. Распределение среднего годового количество дней с грозой Рис. 4. Распределение среднего годового количество дней с градом
Метеорология и климатология
Коэффициент вариации практически на всех станциях Пермского края меньше 0,38. Распределение количества дней с грозой в целом за год хорошо описывается теоретической функцией, близкой к нормальной, поэтому для расчета числа дней различной обеспеченности (табл. 9) можно использовать стандартные номограммы [1].
Таблица 9
_______Численность дней с грозой различной обеспеченности
Метеостанция Обеспеченность, %
1 5 10 30 50 70 90 95
Чердынь 39 35 32 27 23 1S 15 11
Гайны 44 3S 34 2S 24 19 14 12
Березники 45 39 35 31 27 22 1S 14
Кудымкар 41 36 32 2S 23 19 15 10
Бисер 41 37 34 30 26 21 17 14
Пермь 41 36 33 30 26 22 17 14
Кунгур 40 35 31 2S 24 20 15 13
Оса 35 32 29 25 22 1S 15 13
Чайковский 41 37 33 29 24 19 14 11
Чернушка 43 3S 33 27 22 17 12 9
На рассматриваемой территории грозы наблюдаются с апреля по сентябрь (табл. 10). В октябре и марте грозы бывают не ежегодно. На севере территории в эти месяцы их не бывает совсем. Начиная с апреля число дней с грозой постепенно увеличивается и в июле достигает максимального значения. К сентябрю грозовая деятельность ослабевает. Иногда грозы отмечаются и в зимние месяцы.
Таблица 10
________________Характеристики численности дней с грозой по месяцам [8]________________
Метеостанция Характеристика численности Месяцы
3 4 5 6 7 S 9 10
Тулпан Y 0,2 2,7 6,S S,i 5,1 1,0
Y макс 2 7 16 22 17 5
Полюдов Камень Y 0,3 2,S 6,S S,i 5,3 1,5
Y макс 3 11 13 16 11 6
Чердынь Y 0,5 2,S 6,7 7,4 4,4 1,0 0,03
Y макс 3 S 14 13 9 5 1
Бисер Y 0,3 2,S 7,1 S,7 5,1 0,S 0,03
Y макс 4 9 15 1S 12 3 1
Сива Y 0,2 3,2 4,4 S,0 4,3 1,1 0,1
Y макс 2 9 16 17 11 4 2
Верещагино Y 0,4 3,5 7,2 7,9 4,7 1,1 0,05
Y макс 3 10 14 15 9 6 1
Пермь Y 0,03 0,4 3,7 7,4 S,i 5,2 1,1
Y макс І 3 10 16 16 9 5
Кунгур Y 0,2 3,3 7,2 9,4 4,S 1,0
Y -Л-макс 3 11 13 16 11 4
Одной из важнейших характеристик грозовой деятельности является продолжительность гроз. Анализ данных наблюдений свидетельствует, что средняя суммарная продолжительность гроз составляет около 50 ч. В год [8]. В отдельные годы длительность их по сравнению с «нормой» может быть в 5-10 раз меньше или в 2 раза больше (табл.11).
Метеорология и климатология
Таблица 11
Статистические характеристики суммарной продолжительности г
>оз за год (ч.)
Метеостанция Т с с, Т мин Год Т макс Год
Полюдов Камень 53 20 0,4 22,7 1969 100,8 1957
Чердынь 50 23 0,5 11,8 1936 105,5 1948
Верещагино 47 22 0,5 6,2 1938 88,0 1948
Рассматривая частоту возникновения гроз при различных интервалах продолжительности, можно отметить также различие этой характеристики с широтой. С понижением широты максимальная частота смещается к большему интервалу продолжительности (табл. 12).
Таблица 12
Повторяемость (%) суммарной продолжительности гроз исходя из градаций [8]___________
Метеостанция Градация продолжительности, ч.
3-7 8-16 17-25 26-40 41-60 61-80 81-100 101-130 >131
Полюдов Камень 9,4 15,6 50,6 15,6 6,3 3,1
Чердынь 5 5 27,5 30 20 10 2,5
Верещагино 2,5 7,5 5 27,5 22,5 30 5
При определении непрерывной продолжительности гроз расчеты велись по сгруппированным данным. Если промежуток между грозами составлял 15 мин. И менее, то такой случай рассматривался как одна непрерывная гроза.
Средняя непрерывная продолжительность одной грозы в целом по территории изменяется незначительно - от 1,9 до 2,2 ч. (табл. 13). Максимальная продолжительность грозы достигает на некоторых станциях 12 ч. И более. Так, на метеостанции Полюдов Камень 8 июля 1967 г. гроза непрерывно продолжалась 12,1 ч., а на метеостанции Верещагино 2 августа 1950 г. была отмечена гроза продолжительностью 11,2 ч. Среднее квадратическое отклонение о продолжительности гроз изменяется по территории от 1,3 до 1,5 ч.
Таблица 13
______Характеристики непрерывной продолжительности гроз (ч.) [8]____
Метеостанция Т а с, Тмакс Дата
число, месяц год
Полюдов Камень 2,0 1,5 0,72 12,1 8 VII 1967
Чердынь 2,1 1,5 0,72 11,6 26 VIII 1967
Верещагино 1,9 1,3 0,68 11,2 2 VIII 1950
Грозы фронтальные и внутримассовые имеют хорошо выраженный суточный ход с максимумом в послеполуденные часы и минимумом утром и ночью. Это хорошо подтверждается данными, полученными по некоторым метеостанциям Пермского края, расположенным в различных физико-географических условиях (табл. 14). Наибольшее число гроз (50 % случаев) на всех рассмотренных метеостанциях наблюдается в промежутке от 12 до 17 ч., минимум гроз приходится на интервал 2-8 ч. Местного солнечного времени. Следовательно, несмотря на большое разнообразие рельефа местности, природа гроз в основном по всей территории одна и та же -грозы связаны с прохождением фронтальных разделов.
Целесообразно отдельно проследить повторяемость интенсивных (сильных) гроз, которые вызвали большие пожары и нанесли ущерб народному хозяйству. Они связаны с прохождением холодных фронтов, реже теплых, иногда они могут иметь внутримассовый характер. За весь период наблюдений (1966-1996 гг.) такие грозы зафиксированы в различных районах края в количестве от 1 до 3 [11].
Метеорология и климатология
Таблица 14
Распределение гроз (%) по времени их возникновения в течение суток [8]
Метеостанция Нижний предел времени суток, ч.
0 3 6 9 12 15 18 21
Полюдов Камень 5,0 3,6 4,0 16,6 30,0 21,1 13,0 6,7
Чердынь 6,9 2,7 4,6 10,7 30,1 23,7 15,6 5,7
Верещагино 2,5 5,0 2,9 10,4 23,2 27,8 16,4 11,8.
Кунгур 5,2 4,4 4,4 8,7 28,2 24,2 17,8 7,1
Барда 4,7 5,3 5,0 11,7 21,0 28,6 13,0 10,7
Если рассматривать территорию по административному делению, то наиболее подвержены воздействию этого опасного явления центральные и юго-восточные районы края (здесь число дней с грозой было около 30 и более). Наименьшая повторяемость этого явления отмечена в северных районах, где сильных гроз не наблюдалось.
Град
Град - частички плотного льда, выпадающие в теплое время года из мощных кучеводождевых облаков. Он причиняет значительный ущерб народному хозяйству, особенно сельскому, повреждая на больших площадях посевы и плодовые деревья. Ущерб, причиняемый градом, зависит от его интенсивности, продолжительности выпадения и размера градин.
Анализ распределения числа дней с градом по территории (рис. 4) показывает, что оно в некоторой степени повторяет распределение числа дней с грозой: наибольшая частота этого явления (более 2 дней) наблюдается в восточной, горной части края, а также в южной и юговосточной части края. Наименьшее число дней с градом (1 день или менее) приходится на северные и юго-западные районы, а также Кунгурский район (табл. 15).
Таблица 15
Статистические:
характеристики численности дней с градом за год
Метеостанция X с С Х Л-макс Ошибки
¿а ¿Су
Тулпан 1,1 1,4 1,34 5 0,22 0,16 0,24
Ныроб 1,0 1,5 1,44 5 0,22 0,16 0,27
Вая 1,1 1,0 0,90 3 0,15 0,11 0,13
Усть-Черная 1,0 1,2 1,14 5 0,22 0,15 0,23
Полюдов Камень 1,2 1,5 1,28 5 0,24 0,17 0,23
Чердынь 1,4 1,4 1,02 6 0,22 0,15 0,16
Гайны 0,9 1,1 1,22 3 0,17 0,12 0,21
Коса 1,3 1,5 1,18 6 0,22 0,16 0,20
Кочево 1,1 1,3 1,20 5 0,20 0,14 0,20
Соликамск 1,2 1,0 0,87 3 0,17 0,12 0,14
Березники 1,4 1,3 0,89 5 0,19 0,14 0,13
Кизел 1,7 2,1 1,25 7 0,33 0,24 0,23
Кудымкар 1,3 1,4 1,02 6 0,20 0,14 0,15
Островная 1,4 1,3 0,92 5 0,21 0,15 0,14
Чермоз 0,9 1,1 1,19 4 0,17 0,12 0,20
Добрянка 1,1 1,3 1,14 4 0,19 0,13 0,18
Бисер 1,8 2,0 1,12 8 0,30 0,22 0,18
Сива 1,5 1,3 0,88 5 0,22 0,16 0,14
Чусовой 2,1 1,7 0,83 9 0,28 0,20 0,12
Г ригорьевская 2,3 1,3 0,57 4 0,25 0,18 0,09
Верещагино 1,4 1,8 1,23 6 0,26 0,19 0,21
Лысьва 1,9 1,6 0,84 6 0,24 0,17 0,12
Метеорология и климатология
Пермь 1,8 1,3 0,76 6 0,20 0,14 0,10
Кын 1,5 1,2 0,79 5 0,18 Ок 0,13 ончани 0,11 е табл.
Метеостанция X с С Х Л-макс Ошибки
8а ¿Су
Большая Соснова 1,2 1,7 1,39 8 0,25 0,18 0,25
Оханск 0,9 0,9 0,98 3 0,13 0,09 0,15
Кунгур 0,8 1,0 1,34 4 0,16 0,11 0,24
Оса 0,7 0,8 1,19 3 0,13 0,09 0,19
Ножовка 0,5 0,7 1,56 3 0,11 0,08 0,30
Барда 2,3 1,8 0,77 7 0,28 0,20 0,11
Суда 1,9 1,4 0,74 5 0,29 0,20 0,13
Чайковский 1,0 0,8 0,84 3 0,15 0,11 0,14
Чернушка 0,7 0,9 1,39 4 0,14 0,10 0,25
Октябрьский 1,8 1,4 0,78 6 0,21 0,15 0,10
В течение теплого периода град может выпадать в апреле, в мае отмечается на всех метеостанциях, но не ежегодно, а в течение лета наибольшее число дней с градом наблюдается в
июне (табл. 16).
Таблица 16
_____________________________Среднее число дней с градом по месяцам [8]________________________________
Метеостанция Месяцы За год
4 5 6 7 8 9 10
Тулпан - 0,4 0,6 0,3 0,1 0,4 1,8
Полюдов Камень 0,1 0,4 0,9 0,4 0,2 0,2 2,2
Чердынь 0,1 0,4 0,5 0,4 0,2 0,2 1,8
Коса 0,1 0,5 0,7 0,5 0,2 0,1 2,1
Березники 0,1 0,5 0,7 0,3 0,2 0,03 1,8
Кизел 0,05 0,3 0,4 0,2 0,2 0,1 1,2
Кудымкар 0,02 0,2 0,5 0,4 0,3 0,02 1,4
Чермоз 0,1 0,6 0,5 0,4 0,2 0,04 1,8
Бисер 0,05 0,4 0,7 0,4 0,3 0,2 2
Добрянка 0,04 0,3 0,6 0,4 0,2 0,1 1,6
Сива - 0,3 0,6 0,5 0,2 0,2 1,8
Верещагино 0,05 0,5 0,7 0,3 0,3 0,2 2
Пермь 0,02 0,4 0,5 0,4 0,3 0,03 1,6
Кын 0,1 0,3 1,1 0,3 0,1 0,1 2
Кунгур - 0,5 0,4 0,2 0,2 0,2 0,03 1,5
Ножовка 0,1 0,3 0,4 0,05 0,1 1
Барда 0,03 0,3 0,6 0,3 0,3 0,1 1,6
Октябрьский 0,1 0,6 0,9 0,6 0,2 0,1 2,5
Чернушка - 0,2 0,4 0,3 0,1 0,05 0,05 1,1
Ущерб, причиняемый градом, зависит от величины градин. К особо опасному относится град диаметром 20 мм и более либо меньшего диаметра, но при значительном ущербе, причиняемом хозяйственной деятельности. На территории Пермского края за период 1966-1996 гг. такой град был отмечен на метеостанциях, расположенных в горной и предгорной частях территории, а также в центральных и южных районах края. Например, 8 июня 1996 г. в Березниках диаметр градин составил 64 мм, а в июле 1977 г. в Островной диаметр градин достигал 67 мм. Все случаи выпадения сильного и интенсивного града сопровождались грозами с сильным ветром и ливневыми дождями.
Частота явлений за различные периоды
При сопоставлении статистических характеристик явлений, вычисленных за периоды 1936-1955гг. и 1936-1996гг., отмечаются их незначительные различия (табл. 17). Количество дней
Метеорология и климатология с туманами к концу XX в. Уменьшилось на большей части территории края, а максимальное изменение произошло в Соликамске и Перми, что может быть связано с усилением антропогенного влияния города.
Таблица 17
Изменение численности дней с явлениями за различные периоды времени_________________
Метеостанция Туманы Грозы Метели
Период Раз- ность Период Раз- ность Период Раз- ность
1936- 1955 1936- 1996 1936- 1955 1936- 1996 1936- 1955 1936- 1996
Полюдов Камень 202 211 -9 24,9 23,7 1,3 91,6 105 -13,6
Чердынь 39,1 36 3,1 20,9 23,1 -2,2 54,8 58 -3,4
Гайны 23,0 22 1,4 22,7 24,4 -1,7 32,9 53 -19,9
Коса 20,3 28 -7,7 20,1 26,8 -6,7 56,1 58 -2,1
Соликамск 50,9 28,9 22,0 23,1 24,6 -1,5 65,1 51,4 13,7
Кизел 42,2 31,4 10,8 22,1 24,2 -2,1 55,4 47,5 7,9
Кудымкар 18,8 16,7 2,1 24,5 22,7 1,8 51,5 46,8 4,7
Бисер 39,5 43,7 -4,3 19,9 25,8 -6,0 54,0 62,3 -8,4
Добрянка 21,5 11,5 10,1 26,2 25,6 0,6 47,4 43,4 4,0
Лысьва 24,5 15,3 9,2 27,3 25,0 2,3 60,9 45,5 15,4
Верещагино 24,6 22,6 2,0 24,3 24,1 0,2 46,7 40,4 6,3
Пермь 33,1 11,7 21,4 23,7 25,9 -2,1 52,1 59,6 -7,5
Кунгур 21,8 16,2 5,6 24,5 24,2 0,3 36,0 34,1 1,8
Оса 22,1 12,0 10,1 22,4 22,1 0,3 40,8 27,7 13,1
Барда 20,3 22,8 -2,6 24,4 27,5 -3,1 42,7 40,5 2,2
Чернушка 27,9 21,2 6,7 24,9 22,1 2,8 44,2 46,6 -2,4
Октябрьский 30,4 33,2 -2,9 25,3 24,6 0,7 55,6 45,3 10,3
Число дней с грозой увеличилось в северной и северо-восточной частях края. На остальной территории изменение было незначительным и не превышало статистическую ошибку. Количество дней с метелями в основном уменьшилось, за исключением северных районов края, горной восточной части и г. Перми. Как отмечается в [8], к концу столетия произошло также уменьшение численности дней с градом.
Выводы
Разнообразные физико-географические, а также циркуляционные условия Пермского края играют определяющую роль в распределении таких явлений погоды, как метели, туманы, грозы и град.
Наблюдаемое широтное изменение количества явлений характерно для метелей, гроз и града. В первом случае это было следствием влияния циркуляционных условий и продолжительности залегания снежного покрова, а на развитие конвективных явлений оказывает влияние температурновлажностный режим.
В восточных горных районах средней части края увеличивается частота всех явлений. В этом случае рельеф местности является определяющим.
Выделяется юго-западная часть края, где число дней со всеми явлениями наименьшее. В этом случае влияние рельефа сказывается в наименьшей степени.
В центральной части края наблюдается некоторое увеличение числа дней с метелями, грозами и уменьшение числа дней с туманом.
Библиографический список
1. Дробышев А. Д. Номограмма для расчета вероятностных характеристик метеорологических элементов по среднему значению и стандарту распределения // Труды ЗСРНИГМИ. 1975. Вып. 16. С.84-93.
2. Климат России / под ред. Н.В. Кобышевой. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 656 с.
3. Климатологический справочник СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. Вып. 9а. 88 с.
Метеорология и климатология
4. Климатологический справочник СССР. Метеорологические данные за отдельные годы. Температура почвы, туманы, грозы, метели, град. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. Ч. VII, вып. 9а. 326 с.
5. Метеорологические данные за отдельные годы. Температура почвы, туманы, грозы, метели, град. Свердловск. Уральское УГМС, 1976. Ч. VII, вып. 9. 694 с.
6. Метеорологические ежемесячники. 1966-1996. Ч.2. Вып.9, № 1-13.
7. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. Сер. 3.Ч. 1-6, вып. 9. 560 с.
8. Опасные явления погоды на территории Сибири и Урала / под ред. С.Д. Кошинского, А.Д. Дробышева. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 4.III. 200 с.
9. Переведенцев Ю.П. Климатические условия и ресурсы Республики Удмуртия. Казань, Казан. Ун-т, 2009. 212 с.
10. Шкляев В.А. Особенности распределения конвективных явлений на Урале // Вопросы прогноза погоды, климата и циркуляции атмосферы: межвуз.сб.науч.тр. Пермь, 1990. С. 76-86.
11. Шкляев В.А. Климатические ресурсы Уральского Прикамья // Геогр. вестн./ Перм. ун-т. Пермь, 2006. № 2 (4). С. 97-110.
V.A.Shklyaev, L.S.Shklyaeva THE CLIMATE CHARACTERISTICS OF SOME OF THE DANGEROUS NATURAL PHENOMENON WITHIN THE TERRITORY OF PERM REGION1
There are different spatial phenomenons of statistical characteristics (storms, hail, fogs and snowstorms) within the territory of Perm region are being looked trough.
There is data information regarding the phenomenon’s duration and its extreme characteristics is being brought in. Also, the time frame change of climate characteristics are being reviewed and constantly monitored for the past 60 years.
Key words: snowstorm, fog; storm; hail; climatic handling/processing; physic-geographical conditions; Ural mountains; Perm region.
