CC BY
33НА УЧНЫЕ СТА ТЬИ
Гидрометеорология и экология №3 2011
УДК 551.577.3 (551.524)
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСАДКОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ ЮЖНОГО И ЮГО-ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД
Ж.К. Наурозбаева
Проведен анализ температуры воздуха, изучен ее временной ход, составлен каталог экстремально холодных и экстремально теплых месяцев. Для более детального представления о временной изменчивости температуры и осадков были рассчитаны не только аномалии, но и средние квадратические отклонения. Коэффициент корреляции показал тесноту связи рассматриваемых метеорологических величин. На многих метеостанциях коэффициент корреляции имел отрицательное значение. Для большинства случаев коэффициент корреляции меньше 5 % уровня значимости, что свидетельствует о слабой зависимости осадков от температуры.
Воздух, как и всякое тело, всегда имеет температуру, отличную от абсолютного нуля. Температура воздуха в каждой точке атмосферы непрерывно меняется с изменением времени. Кроме того, в разных местах Земли, в одно и тоже время она также различна. У земной поверхности температура воздуха меняется в широких пределах: наиболее высокое значение температуры в тропических пустынях - около 60 °С, а самое низкое значение температуры воздуха, наблюдавшееся на советской станции «Восток» в Антарктиде, минус 89,3 °С. Таким образом, размах значений температуры у земной поверхности на земном шаре равен 150 °С.
Специфические физико-географические особенности южного и юго-восточного Казахстана существенно влияют на формирование климатических условий, при которых возникают благоприятные и неблагоприятные явления погоды [3, 8].
Климатическими характеристиками атмосферных осадков и температуры воздуха занимались многие авторы [2, 5, 6].
В данной работе были использованы среднемесячные значения температуры воздуха теплого периода с 1970 по 2004 гг. на метеорологических станциях южного и юго-восточного Казахстана: Кызылорда, Каза-линск, Шымкент, Тараз, Алматы, Талдыкорган, Балхаш. Была выявлена
95
аномалия температуры воздуха (А X) и рассчитано её среднее квадратиче-ское отклонение:
Ат = т _ Т, (!)
где Т - среднемесячная температура воздуха, °С; Т - среднемноголетняя
температура воздуха, °С.
На рис. 1 дан график, который был построен по результатам расчетов среднего квадратического отклонения.
Месяц
Рис. 1. Среднеквадратичное отклонение температуры воздуха.
1 - Кызылорда, 2 - Казалинск, 3 - Шымкент, 4 - Тараз, 5 - Алматы, 6 - Талдыкорган, 7 - Балхаш.
На рис. 1 видно, что в апреле наблюдается наибольшая изменчивость, а наименьшая в мае и сентябре. Значения средней многолетней температуры воздуха [4] и ее среднего квадратического отклонения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Среднее многолетнее значение температуры воздуха (Т, °С) и среднее квадратическое отклонение (о) средней месячной температуры воздуха
Месяц
4 5 6 7 8 9
Т о Т о Т о Т о Т о Т о
Кызылорда
11,8 2,4 19,5 1,4 24,3 2 26,3 1,8 23,8 2 17,1 1,8
96
Месяц
4 5 6 7 8 9
т о т о т о т о т о т о
Казалинск
10,4 2,8 18,9 1,6 24,0 1,6 26,2 1,6 23,8 1,5 17,0 1,4
Шымкент
13,1 1,7 18,5 1,4 23,4 1,3 26,2 1,1 24,7 1,4 19,1 1,3
11,2 1,7 16,7 1,4 22,0 Тараз 1,4 24,8 Алматы 1,2 22,6 1,4 16,9 1,3
10,8 1,7 16,2 1,4 20,7 1,3 23,4 1,1 22,3 1,3 16,9 1,2
10,1 1,8 16,1 1,5 Талдыкорган 21,0 1,4 23,3 1,3 21,5 1,5 15,7 1,5
Балхаш
7,6 2 16,0 1,4 21,8 1,2 24,0 1 21,7 1,2 15,2 1,2
Среднеквадратичное отклонение температуры воздуха по данным табл. 1 колеблется в пределах от 1 до 2,8. Для более четкого представления изменения температуры воздуха со временем была построена табл. 2 экстремально холодных и экстремально теплых месяцев рассматриваемого периода, с учетом среднего квадратического отклонения и аномалии. Как видно, наиболее аномальны весенние месяцы, то есть температура воздуха в эти месяцы менее стабильна.
Таблица 2
Экстремально холодные и экстремально теплые месяцы
Месяц Экстремально холодные годы Экстремально теплые годы
апрель 1984,1987, 1989, 1996, 2003 1970,1975, 1977, 1978, 1980, 1982, 1988, 1995, 1997, 2000
май 1979,1988, 1993, 2002 1974,1976, 1982, 2000, 2001
июнь 1972,1987 1977,1990, 2001
июль 1972, 1987 1974,1975, 1998
август 1972, 1992 1983,1984, 1998, 1999, 2000, 2002, 2003
сентябрь 1972,1992, 1993 1986,1988, 2000, 2002, 2003
Конец 80-х - начало 90-х - это тот период, когда наблюдались большие отрицательные аномалии температуры, а конец 70-х и конец 90-х отмечен как период с аномально высокой температурой воздуха, 2000 и 2001 года также были весьма теплыми.
Максимальная отрицательная аномалия была отмечена на М Балхаш в апреле 1979 г. и составила минус 3,5. Максимальная положительная аномалия наблюдалась в Казалинске в апреле 1977 г. и равнялась 7,2.
97
Средняя аномалия экстремально холодных месяцев равна - 2,8, а средняя аномалия экстремально теплых месяцев равна 4,6.
Были построены следующие графики: график средней температуры воздуха за весь теплый период и график количества атмосферных осадков за теплый период (рис. 2, 3).
Рис. 2. Средняя температура воздуха за теплый период, 1970... 2004 гг. 1 - Алматы, 2 -Балхаш, 3 - Талдыкорган, 4 - Тараз, 5 - Казалинск, 6 - Шымкент, 7 - Кызылорда.
Рис. 3. Количество осадков за теплый период 1970... 2004 гг. 1 - Алматы, 2 -Балхаш, 3 - Талдыкорган, 4 - Тараз, 5 - Казалинск, 6 - Шымкент,
7 - Кызылорда.
98
Анализируя график средней температуры воздуха, можно заметить, что температура имеет пилообразный ход. Так, с 1972 до 1977 года она растёт на всех метеорологических станций рассматриваемой территории.
В 1979 году наблюдались довольно низкие значения температуры, а также в начале 90-х годов. 2003 год был очень холодным. Теплыми были 1977... 1978, 80-е годы, период 1997...2001 гг.
График хода атмосферных осадков аналогичен графику хода температуры. Так наиболее обильные осадки были в 1972. 1973, 1979, 1981, 1987.1988, 1992.1993, 1997, 2003 гг., а наиболее засушливыми были 1974.1975, 1977, 1982.1984, 1991, 1995, 2000.2001 гг.
В результате сравнительного анализа двух графиков было замечено, что максимальному количеству осадков соответствовала пониженная температура воздуха, а в засушливые годы температура воздуха была выше нормы.
Практический интерес представляет выявление зависимости между количеством осадков и температурой воздуха.
Для расчета коэффициента корреляции гят была использована следующая формула:
£ [(д. - я \тг - т)]
г — г=1
'ят
(2)
,£ (д - я ) £ (т - т )
V г=1
г=1
где Я. - количество выпавших осадков за данный месяц, мм; Я - среднее
многолетнее количество осадков за данный месяц, мм. Результаты расчетов представлены в табл. 3.
Таблица 3
Значения коэффициента корреляции на метеостанциях южного и юго-
восточного Казахстана
Метеостанция Месяц
4 5 6 7 8 9
Кызылорда -0,03 -0,05 0,21 0,03 0,77 0,35
Казалинск 0,27 0,03 -0,06 -0,02 0,06 -0,23
Шымкент -0,29 0,05 -0,22 -0,15 0,12 -0,24
Тараз -0,28 -0,27 -0,46 -0,39 -0,16 -0,48
Алматы -0,21 -0,03 -0,37 -0,20 -0,16 -0,29
Талдыкорган -0,38 -0,38 -0,49 -0,50 -0,44 -0,52
Балхаш 0,07 -0,06 -0,18 -0,17 -0,12 -0,34
99
Для данного объема выборки при уровне значимости а = 5 %, критическое значение коэффициента корреляции гкр = 0,35.
Из данных табл. 3 видно, что корреляционная связь между температурой воздуха и осадками слабая, коэффициент корреляции меньше 0,35. Исключения составляют: август в Кызылорде - 0,77; июнь, июль и сентябрь в Таразе, но по сравнению с Кызылордой значения отрицательные и составляют -0,46; -0,39 и -0,48 соответственно; в июне в Алматы и весь теплый период в Талдыкоргане наблюдалась отрицательная зависимость. Но на М Тараз, М Алматы и М Талдыкорган коэффициент корреляции отрицательный, то есть обратная зависимость. Изменчивость средней месячной температуры воздуха и месячного количества осадков в Казахстане в летний период рассматривались и в других работах [7]. Изучение колебаний климата в настоящее время, как и в прошлом очень актуально. Представленная работа имеет перспективу дальнейшего развития. Механизм образования осадков изучен еще недостаточно, особенно в условиях горного рельефа. Известно, что количество осадков, выпадающее в пределах одного района, зависит от многих факторов, в том числе обусловленных локальными особенностями атмосферной циркуляции в данном районе [1].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Байдал М.Х. Долгосрочные прогнозы погоды и колебания климата Казахстана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 362 с.
2. Ветлицкая Г.К. О статистической структуре полей летних осадков в горных районах Заилийского Алатау //Тр. КазНИГМИ. - 1984. -Вып. 90. - С. 61-81.
3. Дейчева В.Г. Некоторые характеристики значительных осадков на территории Казахстана // Тр. КазНИГМИ. - 1977. - Вып. 63. - С. 58-69.
4. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Вып. 18. Книга 1. Многолетние данные КазССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989.
5. Пилифосова О.В. О тенденциях увлажнения территории Казахстана. // Тр. КазНИГМИ. - 1990. - Вып. 106. - С. 77-88.
6. Сальников В.Г. Цикличность аномалий температуры и осадков в Казахстане и возможности ее учета в моделях прогноза. // Вестник КазНУ. Сер. геогр. - 2005 - № 1(20). - С. 33 - 40.
7. Скаков А.А., Туреханова М.А. Об изменчивости средней месячной температуры воздуха и месячного количества осадков в Казахстане в летний период. // Тр. КазНИГМИ. - 1981. - Вып. 56. - С. 52-58.
100
8. Утешев А.С. Климат Казахстана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 358 с.
РГП «Казгидромет», г. Алматы
ЖЫЛЫ МЕРЗ1МДЕ ЦАЗАЦСТАНЫНЬЩ ОЦТYСТIК ЖЭНЕ ОЦТYСТIК-ШЫFЫС АУМАГЫНДА ЖАУЫН -ШАШЫННЬЩ ЖЭНЕ АУА ТЕМПЕРАТУР АСЫННЬЩ КЛИМАТТЬЩ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
Ж.К. Наурозбаева
Ауа температурасына талдау жург1зыген, оныц уацытша жургсг талцыланган, экстремалды суыц жэне экстремалды жылы айлардыц т^збеа цуралган. Ауа температурасыныц жэне атмосфералыц жауын-шашынныц орташа шаршыглы ауытцулары есептелтд1. Корреляциялыц коэффициенттер цараган метеорологиялыц шамалардыц байланысыныц тыгыздыгын кврсетт1. Корреляциялыц коэффициенттер квп метеорологиялыц станцияларда тер1с мэнд1 болып табылды. Квп жагдайда корреляция коэффициент1 5 % децгешден твмен болды, ол атмосфералыц жауын-шашынныц температурага Караганда тэуелдтт твмен екенд1гт кврсетед1.
101
