CC BY
145
УДК 551.5
ОСОБЕННОСТИ ВРЕМЕННОГО ХОДА ОТКЛОНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ОТ СРЕДНИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В РЕСПУБЛИКЕ АЛТАЙ
© Н.А. Кочеева, А.И. Егисман
Ключевые слова: отклонения температуры воздуха; температура воздуха в разные периоды года; горные страны.
В Республике Алтай проявляются отклонения средней температуры в сторону повышения и понижения. Установлено, что количество таких отклонений растет. Наибольшая часть отклонений температуры происходит зимой. Число опасных отклонений ниже нормы в ноябре превышает их число в феврале.
В средней полосе России, в Сибири люди воспринимают понижение температуры к вечеру июльского дня с облегчением, а к вечеру январского - с тревогой. Температура воздуха существует постоянно и меняется также постоянно. Однако некоторые ее изменения мы принимаем как благо, а некоторые становятся опасными. Температурный режим определяет особенности функционирования многих сфер деятельности. Поэтому к температурному режиму приковано внимание не только ученых, но и очень широкого круга людей. Это особенно актуально после летнего сезона 2010 г.
В первую очередь, необходимо отметить, что опасным явлением погоды принято считать понижение температуры до -30 °С и ниже. Однако понятие «низкие температуры воздуха» является весьма расплывчатым, что обусловливает разброс значений в разных территориях. Например, на Украине понижение температур до -10 °С и ниже является опасным, в Казахстане считается неблагоприятным переход через -25 °С [1]. При определении пороговых значений учитывается неблагоприятное воздействие низких температур на различные сферы производства.
Территория Республики Алтай (РА) весьма неоднородна, и ее районы характеризуются различными пока-
зателями нормы и отклонений температурного режима. Вместе с тем опасные значения низких температур для деятельности разных отраслей народного хозяйства существенно различаются и зависят от их специфики, свойств эксплуатируемых объектов и других факторов. Поэтому в данной работе рассмотрены все зафиксированные метеорологической службой отклонения температуры от средних многолетних значений.
На территории РА проявляются отклонения средней температуры в сторону повышения и понижения. Количество таких аномалий растет (рис. 1). Однако наибольшая их часть приходится на повышение зимних температур [2].
Из всех зафиксированных отклонений среднедекадной температуры 66 % приходится на превышение средних многолетних значений. В это число включены превышения летних и зимних температур. Сезонное распределение отклонений температуры весьма неравномерное. Из всех отклонений только 18 % проявляются в теплое время года. Остальные отклонения температуры от средних многолетних значений по декадам зафиксированы в период с ноября до февраля включительно.
00
с
о
годы
Рис. 1. Количество отклонений среднедекадной температуры воздуха от средних многолетних значений по всем метеостанциям Республики Алтай (1955-2005 гг.)
месяц
@ сумма □ выше нормы □ ниже нормы
Рис. 2. Повторяемость (%) отклонений среднедекадной температуры на всех станциях Республики Алтай в 1955-2005 гг.
Большая часть времени (72 % рассмотренных лет) характеризуется наличием отклонений температуры от средних значений. Их число колеблется в широких пределах. Это определяет необходимость выделения лет аномальных температурных перепадов. В среднем, в год три раза проявляются отклонения среднедекадных температур. Выделяются 1989, 1997-1998 и 20012005 гг., когда их количество является статистически значимым. Однако в каждом из этих лет проявляются отклонения температуры выше и ниже нормы. Например, в 1997 г. в течение двух декад - третьей декады ноября и первой декады декабря - средняя температура каждой декады была ниже нормы на большей части РА. В конце декабря (3-я декада) температура превышала средние показатели, особенно на юго-востоке республики (ГМС Кош-Агач). Но в начале 1998 г. (1-я и 2-я декады января) температура воздуха снова была ниже нормы на 8-13 °С. Эта ситуация нашла свое отражение в Докладе о состоянии окружающей природной среды в Республике Алтай: «Зима 1998 г. была теплее предыдущих и последующих. В юго-восточных областях РА зима была аномально теплой. ГМС Кош-Агач дает превышение нормы на 8 °С. Зимой выпало очень мало осадков. В Улагане и Турочаке 24-45 % от нормы, в Усть-Коксе, Усть-Кане, Майминском районе 50-78 %. В Кош-Агаче осадков практически не наблюдалось. На 28 февраля снег лежал местами» [3].
Начиная с 2001 г. по 2005 г. фиксируется статистически значимое превышение в количестве отклонений среднедекадной температуры воздуха (рис. 1). Обращает на себя внимание не только продолжительность временного отрезка, когда число отклонений превышает ожидание, но и рост числа положительных отклонений (превышение средних значений). В это время превышения средних значений составили 77 % от всех отклонений, зафиксированных в 2001-2005 гг. На этом отрезке выделяется 2001 г. Он начался очень низкими температурами почти на всей территории, что вылилось в материальный ущерб, который дал о себе знать осенью. Вторая декада января и вторая декада февраля характеризовались температурами выше нормы на 38 °С в разных районах республики. В северных и восточных частях республики весна установилась 11 мар-
та. Это дата самой ранней весны. На этих территориях температура была выше нормы в 3-й декаде марта, 1-й декаде мая, 2-й декаде ноября (19-20 ноября температура 20-22 °С отмечена на трех станциях). Здесь зафиксирована самая поздняя зима - 21 ноября. Однако уже первая и вторая декады декабря показали средние декадные температуры ниже нормы на 5-10 °С.
Февраль 2002 г. показал максимальные значения за весь период наблюдений: 16 февраля на станции Онгу-дай зафиксирована температура +8 °С, 17.02 на станции Яйлю - +10 °С, Кызыл-Озек - +15 °С, Чемал - +16 °С, Шебалино - +13 °С, 18.02 Усть-Кокса и Катанда -+8 °С. В 2012 г. средняя температура января, февраля, марта и ноября была выше средних многолетних на 511 °С.
При анализе отклонений температуры обращает на себя внимание продолжительность периодов с температурами ниже средних многолетних значений. В 1969 г. количество отклонений температуры не превышает величину одного стандартного отклонения, т. е. не выходит за пределы нормального природного явления. Однако начиная со 2.01 до 22.01 температура держится ниже -40 °С на востоке и юго-востоке республики. Для этой территории такая температура не является редкостью. На западе республики она наблюдалась в течение недели. В третьей декаде января отмечена минимальная температура —50 °С на северо-востоке республики (ГМС Турочак) для отрезка времени 1936-2001 гг., на востоке (ГМС Усть-Улаган) —52 °С для 1940-2001 гг. Наблюдения на станции Усть-Улаган нередко показывают низкие температуры, в то время как -50 °С в Турочаке - это необычное явление для северо-востока РА [4]. Температуры ниже средних многолетних во второй и третьей декадах февраля вместе с январскими определили зиму 1968-1969 г. как аномально холодную на всей территории Сибири [1], включая и территорию РА.
В течение октября 1997 - января 1998 г. температура держалась в северной части республики (ГМС Кызыл-Озек, Горно-Алтайск, Чемал) на очень низких отметках. Минимальная температура опускалась до -35 °С. Это обусловило промерзание почвы на глубине
3 см до -10-14 °С, что, в свою очередь, сказалось на состоянии сельскохозяйственных культур.
В 1993 г. на станции Онгудай в течение двух декад ноября средняя температура каждой из них держалась ниже нормы на 11-16 °С.
Среди всех наблюдаемых отклонений наибольшую опасность представляет резкое понижение температуры весной (табл. 1).
Данные табл. 1 показывают, что количество отклонений ниже нормы растет, и сроки их проявления смещаются на более позднее время. Особую тревогу вызывает тот факт, что это происходит на фоне роста числа отклонений среднедекадной температуры в сторону повышения в зимнее время и в переходные периоды (весна-осень). По территории республики отклонения средних декадных температур распределяются весьма неравномерно (табл. 1). Наибольшее количество отклонений на 11-16 °С ниже многолетних значений зафиксировано в Западном Алтае (станция Усть-Кан), юго-восток республики (станция Кош-Агач) характеризуется минимальным количеством таких отклонений. Здесь зафиксировано наибольшее количество отклоне-
ний температуры воздуха выше среднедекадных значений на 10-11 °С. В этой связи представляет интерес рассмотрение на этой станции особенностей временного хода не только среднедекадных температур, но и среднемесячной температуры воздуха.
По данным станции Кош-Агач, из 50 лет наблюдений только два года характеризуются отсутствием отклонений среднемесячной температуры, в остальные годы они были зафиксированы (рис. 3).
Это говорит о том, что колебания температуры воздуха происходят в широких пределах. В среднем, в двух-трех месяцах в год температура поднимается выше или опускается ниже средних многолетних показателей. Статистически значимое количество отклонений среднемесячной температуры на ГМС Кош-Агач превышает средние значения в 1956, 1961, 1965, 1967, 1990, 1998-1999, 2004-2005 гг. Соответственно, количество отклонений меньше среднего на величину одного квадратического отклонения зафиксировано в 1964, 1973, 1987-1989, 1991, 1993-1994, 1996 гг. В остальные годы рассматриваемого интервала количество отклонений не превышает ожидания. Обращает на себя
Таблица 1
Время наиболее поздних весенних отклонений среднедекадной температуры ниже нормы
Год Месяц Декада Отклонение в среднем по РА, °С Примечание
1964 апрель первая 6-7 В Майминском и Турочакском (Северный и СевероВосточный Алтай) районах минимальная температура воздуха составляла -32-37 °С
1974 март третья 7-11 юго-восток - около нормы
1985 март первая 6-10 Второй случай ранней весны на юго-востоке Алтая в период с 1955 по 2001 гг. - 07.04
1999 март вторая 8-12 Юго-восток - на 4 °С ниже нормы
2003 апрель вторая 5-8 Восток и юго-восток РА температура опускалась до - 26 °С. Падеж молодняка овец, коз и маралов
2005 май первая 11-12 Минимальная температура на севере республики за 50 лет наблюдений (-6-7 °С). Средняя температура декады по северу РА составляет 8,8 °С
о
годы
Рис. 3. Количество статистически значимых отклонений среднемесячной температуры воздуха по ГМС Кош-Агач за 1955-2005 гг.
месяц
максимальные значения-------минимальные значения
Рис. 4. Годы проявления максимальных и минимальных среднемесячных температур по месяцам года на ГМС Кош-Агач за период 1955-2005 гг.
внимание 1967 г., когда количество отклонений среднемесячной температуры от средних многолетних значений максимально. Важно подчеркнуть, что пять из них превышают среднее многолетнее значение на величину двух стандартных отклонений, одно - на величину одного стандартного отклонения. Положительное отклонение приходится на ноябрь и является единственным ноябрьским отклонением температуры приземного воздуха за приводимый период наблюдений на станции Кош-Агач. Такая ситуация выводит ноябрь на первое место по стабильности температурного режима. В феврале количество отклонений возрастает по сравнению с ноябрем. Отклонения средней температуры февраля были установлены всего в 5 годах из 50 лет наблюдений, в сентябре и декабре - в 7 годах. Это свидетельствует о наибольшей стабильности в температурном режиме в феврале, сентябре и ноябре-декабре. В целом ситуация с распределением количества отклонений среднемесячной температуры внутри года согласуется с режимом атмосферной циркуляции над территорией исследования. Можно говорить об определенном постоянстве температуры воздуха в Чуйской котловине в течение большей части времени - один год из пяти может быть аномально градиентным.
Есть основания полагать, что интенсификация отклонений имеет некоторую периодизацию. Наибольшая градиентность характерна для 8-9-летнего интервала, который повторяется через 21 год.
Представляет интерес внутригодовое распределение максимальных и минимальных среднемесячных температур, зафиксированных на станции Кош-Агач (рис. 4).
Оказывается, что минимумы и максимумы температуры воздуха в первой половине года проявлялись относительно равномерно в течение 50 лет наблюдений. Во второй половине года минимальные температуры свойственны 1960-м гг., а максимальные чаще всего проявлялись в конце ХХ - начале XXI в. (рис. 4).
Проведенный анализ данных наблюдений пятидесятилетнего периода показал, что на территории РА:
отклонение температуры воздуха является нормальным природным процессом, проявляется аномально низкая температура и аномально высокая, один год из пяти характеризуется аномально большим числом отклонений температуры, повторяемость опасных отклонений ниже нормы резко возрастает в ноябре и начинает снижаться в феврале; северные и южные районы республики показывают неодинаковую тенденцию в поведении средних температур. Юго-Восточный Алтай характеризуется периодизацией во временном ходе отклонений среднемесячных температур, близкой к циклу солнечной активности. Наибольшую опасность представляют поздние весенние отклонения среднедекадной температуры ниже нормы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Опасные явления погоды на территории Сибири и Урала. Ч. 1. Алтайский край, Кемеровская, Новосибирская и Томская области / под ред. С. Д. Кошинского. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 383 с.
2. Кочеева Н.А., Егисман А.И. Неблагоприятные процессы и явления на территории Республики Алтай // Вестник ТГУ: Общенаучный периодический журнал. Бюллетень оперативной научной информации. Томск: ТГУ, 2006. № 92. Октябрь. Взаимодействие атмосферных, гидрологических, литосферных и биосферных процессов Горного Алтая. С. 11-17.
3. Доклад о состоянии окружающей природной среды в Республике Алтай в 1998 г. Горно-Алтайск, 1999. 154 с.
4. Модина Т.Д., Сухова М.Г. Климат и агроклиматические ресурсы Алтая. Новосибирск: Универсальное кн. изд-во, 2007. 180 с.
Поступила в редакцию 28 сентября 2012 г.
Kocheyeva N.A., Egisman A.I. FEATURES OF TIME COURSE OF AIR TEMPERATURES DEVIATIONS FROM AVERAGE INDEXES IN REPUBLIC ALTAI
In Republic Altai the deviations of average temperature towards increase and fall are shown. It is established, that the quantity of such deviations grows. The greatest part of deviations of temperature occurs in winter. The number of dangerous deviations below norm in November exceeds their number in February.
Key words: deviations of air temperature; air temperature in different periods of year; mountain countries.
