CC BY
114
Секция 3. География
Section 3. Geography Секция 3. География
Badakhova Galina Khamzatovna, Stavropol Hydrometcenter, Main meteorologist E-mail: [email protected] Kravchenko Nelly Anatolievna, Stavropol Hydrometcenter, Chief of Center
Climate investigations of mist regime in Caucasus Mineral Waters Region
Abstract: The mist regime data of six meteorological stations in Caucasus Mineral Waters Region were analyzed. The climatic patterns during XX century were investigated precisely. Special attention was paid to the modern mist regime in resort towns ofSouth Russia.
Keywords: climate change, mist, frequency, duration, ecology, pollution, health of population.
Бадахова Галина Хамзатовна, Ставропольский краевой центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, ведущий метеоролог
E-mail: [email protected] Кравченко Нелли Анатольевна, Ставропольский краевой центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, начальник центра
Климатологические исследования режима туманов в регионе Кавказские Минеральные Воды
Аннотация: Проанализированы данные шести метеорологических станций о режиме туманов в регионе Кавказские Минеральные Воды. Детально исследована эволюция климатических рядов за ХХ век. Особое внимание уделено современному режиму туманов в городах-курортах Юга России.
Ключевые слова: изменение климата, туман, повторяемость, продолжительность, экология, загрязнение, здоровье населения.
13
Section 3. Geography
Вопросы климата и погоды в настоящее время привлекают всеобщее внимание. Это связано с ростом их роли в хозяйственной деятельности, с проблемой антропогенного загрязнения атмосферы и планетарным потеплением, а также с очевидной необходимостью оптимизации функционирования всех, и в первую очередь, погодозависимых и загрязняющих окружающую среду отраслей хозяйственной деятельности на основе учета климатических ресурсов.
Примерно с середины 90-х годов ХХ века отмечается довольно быстрое и значительное изменение климата. Изначально это изменение позиционировали как глобальное потепление, но по мере проведения региональных исследований климата стало ясно, что это изменение имеет значительно более сложный характер и затрагивает практически все компоненты климатической системы. Одним из таких компонентов является туман — помутнение приземного слоя воздуха из-за наличия в нем взвешенных капель воды, ледяных кристаллов или их смеси, при котором в воздухе ощущается сырость, а горизонтальная видимость становится менее 1 км. Поскольку явление тумана теснейшим образом связано с температурным, влажностным и ветровым режимами территории, то, естественно, режим туманов также претерпел существенные изменения. В настоящей работе анализируется режим туманов в условиях современного климата, при этом рассматривается т. н. условная климатическая норма, т. е. обобщенные данные за последнее полное десятилетие. Посредством сравнения этой условной климатической нормы с климатическими нормами ХХ века оценивается изменение характеристик режима туманов.
Повторяемость дней с туманом. Основной характеристикой туманов является число дней с этим атмосферным явлением. В настоящее время регион Кавказских Минеральных Вод (КМВ) отличается довольно высокой повторяемостью туманов: около 60 дней с туманом за год. В Кисловодске дней с туманом отмечается почти вдвое меньше, чем в среднем по региону, а вот Железноводск можно смело назвать «туманной столицей» КМВ: ежегодно в нем отмечается в среднем около 100 дней с туманом (табл. 1). Наибольшее годовое число дней с туманом в среднем на треть превышает среднее значение, от 15-20 % в Георгиевске и Минеральных Водах до 33-36 % в Ессентуках и Железноводске и 44-47 % в Пятигорске и Кисловодске.
По сравнению с первой половиной ХХ века среднее годовое число дней с туманом уменьшилось на всей территории КМВ. В Ессентуках это уменьшение составило 41 день, в Георгиевске, Пятигорске, Железноводске — 31-33 дня. В Минеральных Водах и Кисловодске эта климатическая характеристика практически не изменяется: по полувековым периодам ХХ века она составила в Минеральных Водах 67 и 65 дней, а в Кисловодске — 41 и 42 дня [2; 5]. За 10 лет нового века в среднем за год в этих пунктах было отмечено 55 и 36 дней с туманом соответ-
14
Секция 3. География
ственно. При этом в Минеральных Водах и Кисловодске число дней с туманом в теплый период даже несколько увеличилось (на 2 и 5 дней соответственно), а всеми остальными метеостанциями отмечено уменьшение повторяемости туманов, как в холодный, так и в теплый период года, причем на холодный период приходится около 80 % этого уменьшения.
Таблица 1. - Среднее месячное и годовое число дней с туманом
Станция I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Георгиевск 9 8 7 2 1 * * * 2 8 9 11 57
Минеральные Воды 8 7 5 3 2 1 * * 2 7 9 11 55
Пятигорск 8 8 8 4 1 * * * 4 7 10 12 62
Железноводск 13 11 11 7 3 2 1 1 5 13 14 17 98
Ессентуки 8 9 7 2 1 * * 1 2 5 9 10 54
Кисловодск 4 3 4 2 2 1 1 * 3 5 6 5 36
Наибольшие значения месячного и годового числа дней с туманом, зафиксированные в 2001-2013 годах, также ниже соответствующих климатических показателей первой половины ХХ века: разница составляет от 50-70 дней в Георгиевске, Пятигорске и Железноводске до 25 дней в Минеральных Водах и 17 дней в Кисловодске. В новом веке наибольшее месячное число дней с туманом — 25 — зафиксировано в декабре 2001 года в Железноводске, наибольшее годовое — 133 дня — там же в 2005 году. В Кисловодске соответствующие показатели составили 11 (январь 2003) и 45 (2003) дней соответственно, в Ессентуках — 17 (декабрь 2009) и 72 (2003), в Пятигорске — 21 (декабрь 2009) и 89 (2005), в Георгиевске — 18 (январь 2003) и 69 (2010), в Минеральных Водах — 18 (декабрь 2010) и 63 (2010) дней соответственно. Минимальное годовое число дней с туманом в XXI веке составило: в Железноводске — 70, в Пятигорске — 48, в Георгиевске — 45, в Минеральных Водах — 34, в Ессентуках — 33, в Кисловодске — 21 день.
Туманы отмечаются в основном в холодный период года: в среднем по региону 43 дня с туманом, а в теплый период года — лишь 17 дней. По отдельным пунктам от годового числа дней с туманом на холодный период приходится от 61 % в Кисловодске до 80 % в Ессентуках. При этом на осень приходится от 30 % от годового числа дней с туманом в Ессентуках до 39 % в Кисловодске; на зиму приходится 33 % в Кисловодске и 42-50 % — на остальной территории региона; на весну — 18-22 % по региону; на лето — около 1 % в Георгиевске и Пятигорске, около 2 % в Минеральных Водах и Ессентуках, 4 % — в Железноводске, 6 % — в Кисловодске.
На большей части территории КМВ годовой ход числа дней с туманом ровный, с максимумом зимой и минимумом летом. Максимум числа дней с туманом наблюдается в декабре, а в Кисловодске — в ноябре.
15
Section 3. Geography
Очень заметно за полвека изменилась повторяемость различного числа дней с туманом за год, в основном за счет уменьшения повторяемости большого числа дней с туманом (табл. 2). Очень показательным является рубеж 70 дней. В Кисловодске в первой половине ХХ века так много дней с туманом отмечалось в 15 % лет, а теперь не бывает совсем. Не бывает стольких туманных дней за год в Минеральных Водах и Георгиевске, а раньше это бывало в 36 и 86 % лет соответственно. В Пятигорске раньше вообще не отмечено ни одного года с числом туманных дней менее 70, а теперь доля таких лет составляет 70 %.
Таблица 2. - Повторяемость различного годового числа дней с туманом (в первой половине ХХ века/в настоящее время)
Станция О VI 11-20 21-30 31-40 о 1 51-60 61-70 О 00 1 81-90 001-16 О о л
Георгиевск 0/30 0/30 14/40 22/0 14/0 29/0 21/0
Минеральные Воды 4/30 36/50 24/20 20/0 16/0
Пятигорск 0/30 0/40 0/0 8/10 30/20 22/0 40/0
Кисловодск 4/0 21/30 33/30 26/30 0/10 15/0
Продолжительность туманов. На территории КМВ продолжительность атмосферных явлений фиксируется только метеостанциями, программой наблюдений биоклиматических станций это не предусмотрено. Поэтому данные о продолжительности туманов имеются лишь по пунктам Георгиевск, Минеральные Воды и Кисловодск. Из них наибольшая годовая продолжительность туманов отмечается в Георгиевске, несколько меньшая — в Минеральных Водах и значительно меньшая — в Кисловодске (табл. 3).
Таблица 3. - Средняя месячная и годовая суммарная продолжительность туманов (часов)
Станция I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Георгиевск 55 46 29 6 1 1 * * 4 33 60 71 306
Минеральные Воды 44 37 20 6 3 3 1 * 5 30 57 56 262
Кисловодск 19 15 15 10 7 3 3 1 9 25 23 19 149
По сравнению с первой половиной ХХ века в Минеральных Водах суммарная годовая продолжительность туманов сократилась на 103 часа, в Кисловодске — на 29 часов, а по сравнению со второй половиной ХХ века в Минеральных Водах на 10, а в Кисловодске на 20 часов, т. е. изменилась крайне мало [3].
16
Секция 3. География
Годовой ход продолжительности туманов в основном соответствует годовому ходу их повторяемости. В среднем по региону максимум продолжительности, так же как и максимум повторяемости, отмечается в декабре, минимум — в июле-августе. Однако по отдельным пунктам отмечается только некоторый сдвиг максимума продолжительности относительно максимума повторяемости: в Кисловодске с ноября на октябрь, в Минеральных Водах — с декабря на ноябрь.
Наибольшая суммарная продолжительность туманов обычно наблюдается в ноябре-декабре. В среднем по КМВ продолжительность ноябрьских и декабрьских туманов составляет по 20 % суммарной годовой продолжительности туманов. В Кисловодске этот максимум выпадает на октябрь. На долю туманов холодного периода года в регионе приходится более 80 % их годовой продолжительности, но в Кисловодске 61 %. В Кисловодске годовой ход средней месячной продолжительности туманов выражен наиболее слабо, в Георгиевске — наиболее ярко. Во все месяцы туманы наблюдаются ежегодно только в Кисловодске. На остальной территории их обычно не бывает в одном или нескольких месяцах весенне-летнего периода, либо же они отмечаются в какой-то из месяцев этого периода не ежегодно.
Наибольшая месячная и годовая суммарная продолжительность туманов в новом веке зафиксирована в 2010 году: в Георгиевске — 165 часов в декабре и 451 час за год, в Кисловодске соответствующие показатели составили 77 (октябрь) и 257, в Минеральных Водах — 113 (декабрь) и 358 часов соответственно. Минимальная годовая продолжительность туманов в XXI веке составила: в Георгиевске — 173, в Минеральных Водах — 143, в Кисловодске — 108 часов.
Продолжительность тумана в день с туманом на всей территории региона в холодный период года выше, чем в теплый период. Однако, если на севере КМВ (Минеральные Воды, Георгиевск) в холодный период туманы в 2-3 раза более долгие, чем в теплый период (5-6 и 2-2,5 часа соответственно), то в Кисловодске — лишь в 1,2 раза (4,2 и 3,6 часа соответственно). За последние годы самый длительный туман в Кисловодске — 20 часов — отмечен 3-4 января 2000 года (с 13 ч. 55 мин. 3 января до 9 ч. 55 мин. 4 января).
Среднегодовая продолжительность тумана в день с туманом в 2001-2010 годах по сравнению с первой половиной XX века в Кисловодске сократилась незначительно (4,1 и 4,3 часа соответственно), в Минеральных Водах — более заметно (4,8 и 5,5 часа). В холодный период средняя продолжительность одного тумана сократилась в Кисловодске с 4,6 до 4,1 часа, в Минеральных Водах — с 5,9 до 5,4 часа. Индивидуальная продолжительность туманов теплого периода, напротив, в среднем возросла: с 3,0 до 4,1 часа в Кисловодске и с 2,8 до 3,2 часа в Минеральных Водах.
Анализ около 500 случаев тумана, отмечавшихся в Кисловодске в 20012013 годах, показал, что здесь наиболее часты туманы продолжительностью
17
Section 3. Geography
от 1 до 4 часов, на их долю пришлось 45 % всех туманов за 10 лет. Далее следуют туманы длительностью менее часа (17,5 %) и 4-6 часов (15,2 %). В целом доля относительно непродолжительных туманов (до 6 часов) составляет 78 %. Туманы продолжительностью 12 часов и более отмечены в 4,6 % случаев. При этом в июле не отмечено туманов, длящихся более часа, в августе — более 2 часов.
Время образования туманов. Точное время образования и рассеивания туманов фиксируется только на метеорологических станциях, биоклиматические станции отмечают лишь днем или ночью имело место то или иное явление. Детальный анализ кисловодских туманов показал, что в среднем за год 23 % туманов начинают развиваться в предутренние часы (0-6 ч мск.), 28 % — в утренние (6-12 ч.), 19 % — в дневные (12-18 ч.) и 30 % — в вечерние и ночные (18-24 ч.). В теплый период года 60 % туманов начинают формироваться в первой половине дня, в холодный период — 48 %.
При этом туманы продолжительностью менее часа в основном отмечаются либо с 6 до 12 ч. (41 %), либо с 18 до 24 ч. (30 %). Туманы продолжительностью от 1 до 2 часов чаще всего начинают формироваться в период с 6 до 12 ч. (44 %), так же, как и туманы продолжительностью 2-4 часа. Начало образования туманов длительностью 4-6 часов приходится в основном на 18-24 и 0-6 ч. (32 и 35 % соответственно). Туманы продолжительностью более 6 часов обычно начинают формироваться в 12-18 (32 %) или в 18-24 ч. (47 %).
Негативное влияние туманов. Туманы относятся к неблагоприятным, а очень сильные — к опасным явлениям погоды, так как представляют серьезную угрозу для многих отраслей народного хозяйства, в особенности транспорта. Кроме того, туманы серьезным образом влияют на экологическую обстановку и на самочувствие метеозависимых людей. При туманах нередко наблюдаются специфические условия распределения метеорологических величин, способствующие увеличению концентрации примесей у земли. Вредное действие дымовых и газовых примесей при туманах обнаруживается более остро, чем при других погодных условиях. Примеси частично поглощаются каплями содержащейся в тумане воды, при их растворении нередко образуются новые, более вредные вещества. Установлено, что поступающие от источника примеси почти полностью поглощаются каплями тумана, и концентрация примеси убывает не только на всех уровнях в слое тумана, но и в слое воздуха, расположенном над туманом. Следовательно, при образовании тумана, в его каплях концентрируется не только примесь, которая находилась вблизи подстилающей поверхности в его отсутствие, но также и значительная часть примеси из вышележащих (нередко более загрязненных) слоев. Таким образом, капли тумана как бы аккумулируют примесь из весьма протяженного слоя, что существенно увеличивает суммарное загрязнение воздуха вблизи подстилающей поверхности.
18
Секция 3. География
Туманы на КМВ развиваются в основном в холодное время года, т. е. именно тогда, когда в городах работают котельные, в выбросах которых главным образом и содержится диоксид серы, а в регионе мало дней с осадками. В результате загрязняющие вещества мало вымываются из атмосферы, а туманы их аккумулируют, приносят в приземный слой и сохраняют здесь часами. Таким образом, взаимно усиливаются действия дымов и туманов.
В условиях сложного рельефа региона Кавказских Минеральных Вод источники вредных примесей и жилые массивы вокруг них размещаются, как правило, в пересеченной местности. Промышленные предприятия, и те же котельные, нередко сооружаются в пониженных местах, а жилые массивы располагаются при этом на возвышенных местах. При ветре с предприятий здесь создаются значительные концентрации вредных веществ. В пониженных формах рельефа чаще застаивается воздух, что также приводит к усилению опасности загрязнения в этих местах. Под влиянием неровностей местности изменяется характер движения и турбулентный режим воздушных потоков, что вызывает существенное изменение распределения концентрации от источников.
Быстро увеличивающееся количество автотранспорта, несмотря на значительное уменьшение содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей, все же приводит к повышению содержания оксида и диоксида азота, а также углеводородов в атмосфере городов. Поскольку автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью, то и наибольшее загрязнение воздуха фиксируется в центральной части городов с большими транспортными потоками. К тому же в городе вследствие застройки, насаждений происходит ослабление скорости ветра, препятствующее рассеянию туманов. Поэтому загрязненность в городах курортного региона в 3-4 раза выше, чем на скоростных автомагистралях [4].
В регионе КМВ расположен международный аэропорт Минеральные Воды, который является «воздушными воротами Кавказа». Через регион проходит федеральная автомобильная трасса М-29 «Кавказ». Анализ изменения режима туманов показал, что этот фактор в настоящее время несколько ослабил свое негативное влияние на работу воздушного и наземного транспорта.
Помимо негативного влияния на экологическое состояние воздушного бассейна, туманы обладают также и некоторыми метеопатогенными свойствами. Метеотропные реакции на туманную погоду могут наблюдаться, в первую очередь, у больных бронхиальной астмой, могут негативно реагировать на них также люди с сердечно-сосудистыми и некоторыми другими заболеваниями. При туманах и даже при дымке могут болеть старые раны, значительно повышается раздражительность, даже у здоровых людей [1]. Длительная унылая туманная погода, сопровождающаяся падением атмосферного
19
Section 3. Geography
давления и значительным снижением освещенности, провоцирует развитие депрессивных состояний.
Кавказские Минеральный воды — это курортный регион общегосударственного значения, в санатории и дома отдыха которого ежегодно сотни тысяч человек приезжают, чтобы поправить свое здоровье. Наряду с минеральными водами важными лечебными факторами считаются также чудесный климат и целебный воздух кавказского низкогорья.
Поэтому данные о режиме туманов необходимо учитывать для правильной оценки эколого-климатических ресурсов региона, для характеристики качества воздушной среды, условий комфортности проживания, рекреации и лечения.
Список литературы:
1. Ассман Д. Чувствительность человека к погоде. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
2. Бадахова Г. Х., Кнутас А. В. Современный климат региона Кавказских Минеральных Вод//Москва: «Метеоспектр», 2005. № 3.
3. Бадахова Г. Х., Кнутас А. В. Ставропольский край: современные климатические условия. - Ставрополь: ГУП СК «Краевые сети связи», 2007.
4. Бадахова Г. Х., Кравченко Н. А., Поволоцкая Н. П. Влияние метеорологических и антропогенных факторов на экологическое состояние воздушного бассейна курорта Кисловодск//Сб. трудов VII международной научно-практ. конф. «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала». Ставрополь, 2011.
5. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Ч. 5. Облачность и атмосферные явления. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968.
Emuzova Ludmila Zawrbievna, Kabardino-Balkarian State Universityoil named H. M. Barbecova,
associate Professor, faculty of biology E-mail: [email protected]
Manifestations of karst phenomena in the valley of the river Psyrtskha
Abstract: The article examines the geological and geomorphological peculiarities of development of karst phenomena in the valley of the river Psyrtskha. Determined by hydrogeological conditions of the mechanism of formation ponors, are important elements of the karst terrain area of study.
Keywords: karts river, river processes, water collection, hanging valley, ponor, vaucluse.
20
