CC BY
39
Метеорология
МЕТЕОРОЛОГИЯ
УДК 911.52 (575.2) (04)
O.A. Подрезов, А.О. Подрезов
СОВРЕМЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ОСАДКОВ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРНОГО И СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КЫРГЫЗСТАНА
На основании многолетних наблюдений метеостанций дается сравнительная характеристика современного изменения осадков на территории Северного и Северо-Западного Кыргызстана для двух различных периодов: 1930-1975 гг. - стабильный мировой климат и 1976-2010 гг. - потепление мирового климата, а так же за 1930-2010 гг. в целом. Анализ выполнен для годовых и сезонных сумм осадков по той же методике, что и для температуры воздуха в работе [5].
Ключевые слова: Северный и Северо-Западный Кыргызстан; современное изменение осадков.
1. Введение.
Осадки, наряду с температурой воздуха, являются двумя основной характеристикой климата любой территории [4]. Настоящая статья, посвящена изменению осадков на территории Северного и Северо-Западного Кыргызстана (ССЗК, рис. 1) за 1930-2010 гг. и представляет собой продолжение работы [5], где рассматривалось потепление климата этого горного региона за этот же период. При ее написании использован тот же методический подход и данные тех же 10 метеостанций (рис.1), что делает возможным однозначно сопоставить наблюдавшееся потепление климата и сопровождающее его изменение осадков за 1930-2010 гг. Одновременно это позволяет опустить здесь описание орографии территории, характеристику метеорологической сети, описание методики исследований -все это можно найти в [5]. В результате, полученные статистические результаты могут быть приведены в более полном виде так как вместо 5 различных температур воздуха, теперь рассматривается только одна характеристика осадков - их годовые и сезонные суммы. Это позволило в стандартном объеме статьи привести расчетные данные не только в среднем по территории ССЗК, но и по отдельным станциям, что не представлялось возможным в [5].
Задачи исследований изменения осадков на территории ССЗК включали следующее:
1. Установление и анализ структуры псевдоцикличности во временном ходе годовых и сезонных сумм осадков по данным их 11-летних скользящих средних за период имеющихся инструментальных наблюдений 1930-2010 гг.
2. Оценка и сравнительный анализ статистических характеристик параметров линейных трендов годовых и сезонных сумм осадков по данным их 11-летних скользящих средних за три периода: 1930-1975 (стабильный мировой климат), 1976-2010 (интенсивное потепление мирового климата) и 1930-2010 гг. (период инструментальных наблюдений в Кыргызстане).
3. Оценка и сравнительный анализ скоростей и величин роста/снижения годовых и сезонных сумм осадков по найденным уравнениям линейных трендов для трех заданных периодов: 1930-1975, 1976-2010 и 1930-2010 гг.
На рис 1 приведена физико-географическая карта ССЗК с описанием характеристик метеостанций, дающие наглядное представление об орографической сложности региона.
Следует только учесть, что из использованных 10 станций 6 условно отнесены нами к длиннорядным: Чуйская 1931-09 гг., Токмак 1929-09 гг., Бишкек 1927-09 гг., Байтык 1912-09 гг., Кировское 1943-09 гг. и Талас 1929-09 гг. Данные остальных 4 станций использовались как вспомогательные, они условно обозначены как короткорядные - Калининское 1957-09 гг., Ыссык-Ата 1957-09 гг., Альплагерь 1978-09 гг. и Тюя-Ашу юж. 1954-09 гг.
О Подрезов O.A., Подрезов А.О., 2015
Подрезов Олег Андреевич, доктор географических наук, профессор кафедры метеорологии, экологии и охраны окружающей среды естественно-технического факультета Кыргызско- Российского Славянского университета; Кыргызская Республика 720000, г. Бишкек, ул. Киевская 44; meteokaf_krsu@mail.ru Подрезов Андрей Олегович, кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой метеорологии, экологии и охраны окружающей среды естественно-технического факультета Кыргызско- Российского Славянского университета; Кыргызская Республика 720000, г. Бишкек, ул. Киевская 44; meteokaf_krsu@mail.ru
26
Метеорология
Рис. 1 Физико-географическая карта ССЗК с расположением использованных метеостанций.
Расположение, высота и период наблюдений станций:
1. Жаны-Жер/Чуйская (0,60 км) - север Чуйской долины, ее ось в нижней части (1973-2009 гг.) 6. Байтык (1,58 км) - низкогорная зона северного склона Киргизского хребта (1915-2009 гг.)
2. Токмак (0,82 км) - восток Чуйской долины, ее ось в верхней части (1932-2009 гг.). 7. Альплагерь (2,13 км) - долина р. Ала-Арча, среднегорная зона Киргизского хр. (1979-2009 гг.)
3. Бишкек (0,76 км) - центр Чуйской долины, подгорная равнина (1928-2009 гг.). 8. Тюя-Ашу юж. (3,23 км) - Пригребневая зона южного склона Киргизского хребта
4. Карабалта/Калининское (0,77 км) - запад Чуйской долины, подгорная равнина (1980-2009 гг.). 9. Кировское (0,86 км) - нижняя зона (ось) днища Таласской долины (1944-2009 гг.)
5. Ыссык-Ата/Юрьевка (1,03 км) - подножье Киргизского хребта (1957-2009 гг.) 10. Талас (1,22 км) - средняя зона (ось) днища Таласской долины (1930-2009 гг.)
Уравнения всех трендов осадков записывались обобщенно в виде
у = Ь0+Ь1_з*х±8 (1)
где у = г, мм - осадки, х - год (например, - 2005); Ь^ Ь2 и Ь3 мм/год - угловые коэффициенты трендов соответственно за периоды 1930-1975, 1976-2010 и 1930-2010 гг.; Ь0, мм - свободный член уравнений (различный для каждого из периодов); мм - средние квадратические ошибки уравнений тренда.
На рис 2. в качестве примера показан временной ход 11-летних средних (ломанные линии с точками) годовых сумм осадков для станции Бишкек с графиками и уравнениями линейных трендов. На верхнем рисунке даны две кривые и два тренда - раздельно для периодов 1930-1975 и 1976-2010 гг., а на нижнем - общий тренд за 1930-2010 гг.
Прежде всего, обратим внимание на хорошо выраженные фазы роста и понижения осадков, наблюдающиеся на этих кривых с четко выраженными максимумами и минимумами, что имело место и во всех других случаях. Из верхнего рисунка следует, что тренды для 1930-1975 и 1976-2010 гг. терпят граничный разрыв на стыке 1975/76 гг. из-за различий свободных членов уравнении Ьо (соответственно равны: -2550,5 мм и -4807,2 мм), что также является общим правилом. Одновременно линии трендов имеют различный наклон из-за разницы абсолютной величине угловых
Метеорология
МС Биикек
Годы
МС Биикек
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Годы
Рис. 2 - Ход 11-летних годовых сумм осадков (ломанные линии) на станции Бишкек с графиками и уравнениями линейных трендов для периодов 1937-1975 и 1976-2004 гг. (верхний рисунок) и для всего периода в целом 1937-2004 гг. (нижний рисунок).
коэффициентов: Ь = 1,5188 мм/год и Ы =2,6451 мм/год. В этом примере угловые коэффициенты трендов Ь] и Ьз имеют одинаковые знаки, но во многих случаях они могут быть разные, когда по отношению к горизонтальной оси времени у одной линии тренда наклон вверх, а у другой вниз. Поэтому надо помнить, что для значений Ь и Дг в общем случае справедливо:
Ьз Ф Ьь Ь3 ФЪ2, Ьз ф 0,5(1)!+ Ь2) и Аг§1 Ф Дг4б + Мщ (2)
что вытекает из методики их расчета. Здесь Аш, Дг35 и Лг81 трендовые оценки изменений сумм осадков за периоды: 46 лет (1930-1975 гг.), 35 лет (1976-2010 гг.) и за 81 год (1930-2010 гг.).
Это означает, что трендовые оценки Дг и оценки самих значений осадков г следует находить только по соответствующим им коэффициентам трендов, т.е., например, определять Дг35, Дг46 и Дг8Ь соответственно по Ьь Ьз и Ьз.
2. Полученные результаты, их обсуждение и выводы
В табл. 1 приведены итоговые результаты статистических характеристик для годовых и сезонных сумм осадков по 10 метеостанциям ССЗК в периоды 1930-1975, 1976-2010 и 1930-2010 гг., на основании которых можно сформулировать следующие результаты и выводы.
В ходе 11-летних кривых годовых и сезонных сумм осадков для 10 станций ССЗК наблюдалась их случайная структура с хорошо выраженным чередованием фаз повышения и понижения температуры. При этом от станции к станции наиболее сильно менялись амплитуды фаз, обуславливая индивидуальность временных изменений осадков по станциям и сезонам года. Фазы повышения и понижения осадков с псевдоцикличностью от 2-5 до 10 - 15 лет были хорошо выражены во все сезоны и за год в целом. При этом наиболее резкие колебания амплитуд фаза наблюдались для весенних сумм осадков, а наиболее слабые для зимних осадков. Все это существенно влияло на знак и величину угловых коэффициентов трендов, как по отдельным станциям, так и двум исследуемым периодам 1930-1975 и 1976-2010 гг.
Метеорология
Поэтому, как и для температуры воздуха, наиболее достоверными являются тренды изменения осадков Ьз, полученные по 6 длиннорядным станциям за весь период их работы, которые освещают днища Чуйской и Таласской долин и зону низкогорья до высот 1,5-2 км.
В поле годовых сумм осадков в период стабильного мирового климата 1930-1975 гг. по всем 6 длиннорядным станциям ССЗК наблюдалось очень сильное увеличение осадков со скоростями, Ь| = 15,19..., 24,45 мм/10 лет, что соответствовало диапазону Дг46 = 76..., 113 мм. В среднем это дало по территории Ь^сред.) = 20,65 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 95 мм (округленно 100 мм). При этом по склоновой станции Байтык интенсивность увеличения осадков была близка к средней - Ь| = 20,40 мм/ 10 лет и Дг46 = 94 мм. В период потепления мирового климата 1976-2010 гг. на 5 длиннорядных долинных станциях ССЗК так же наблюдался очень сильный рост осадков с еще более высокими скоростями Ь: = 18,11..., 28,67 мм/10 лет, что соответствовало диапазону Дг35 = 63..., 100 мм. Однако низкогорная склоновая станция Байтык отмечала существенное уменьшение осадков с Ъ2 = -9,99 мм/ 10 лет и Дг35 = -35 мм. Показательно, что на среднегорной станции Альплагерь тренд так же был отрицательным (Ъ2 = - 18,17 мм/10 лет, за 1983-2004 гг.), тогда как на высокогорной Тюя-Ашу юж. он был положительным (Ъ2 = 13,73 мм/10 лет за период 1959 -2004 гг.).
В результате, по данным 6-ти длиннорядных станций в среднем по территории ССЗК это дало высокую скорость повышения осадков с Ьг(сред.) = 18,90 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 66 мм.
В целом для периода 1930-2010 гг. на всех 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось существенное повышение сумм осадков, однако со скоростями примерно в два раза более низкими, чем в каждый из двух периодов в отдельности - Ьз = 6,91..., 15,82 мм/10 лет, что соответствовало Дг81 = 56..., 128 мм. Это дало в среднем по 6 станциям значительный рост годовых сумм осадков за 81 год с Ьз (сред.) = 11,45 мм/ 10 лет и Дг81 (сред.) = 93 мм (округленно 100 мм). Если приближенно принять годовую сумму осадков на равнинных и предгорных станциях 400 мм, среднегорных - 600 мм и высокогорных - 800 мм, то получим порядок их относительного увеличения в период 1930-2010 гг. соответственно на 25, 17 и 13%. Эти выводы в корне противоречат данным МГЭИК, полученным по глобальным климатическим моделям, согласно которым для Центральной Азии к середине-концу текущего столетия получены сценарии изменений климата с существенным уменьшением осадков [1,2]. Можно с уверенностью сказать, что, по крайней мере, пока этого не наблюдается.
По всем 10 станциям значения Ьь Ъ2 и Ьз колебались в диапазоне от -18,17 до 28,67 мм/10 лет. Во всех 22 случаях значения Ь|, Ъ2 и Ьз являлись статистически значимыми. Разность ДЬ = Ъ2 - Ь| была положительной в 4 случаях из 6 и оказалась значимой в 3 случаях из 6.
В поле зимних сумм осадков в период стабильного мирового климата 1930-1975 гг. на всех 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось их увеличение с очень высокими, относительно норм для зимнего периода, скоростями в диапазоне Ь| = 3,75..., 15,20 мм/10 лет, что соответствовало Дг46 = 17..., 70 мм. В среднем по территории это дало высокую скорость увеличения зимних осадков с Ь^сред.) = 7,43 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 34 мм. При этом по склоновой станции Байтык интенсивность увеличения осадков была самой низкой, а самой высокой она была на станции Кировское.
В период потепления мирового климата 1976-2010 гг. на 5 долинных станциях ССЗК так же наблюдалось увеличение зимних осадков с умеренными и высокими скоростями (относительно норм зимних осадков) с Ъ2 = 1,87...,9,03 мм/10 лет, что соответствовало Дг35 = 7..., 32 мм. На склоновой станции Байтык, напротив, осадки уменьшались, но с очень малой, практически нулевой, скоростью -Ъ2 = -0,041 мм/10 лет и Дг35 = 0 мм. В результате, по данным всех 6 длиннорядных станций в среднем по территории ССЗК это дало существенную скорость относительного повышения зимних осадков с Ь2(сред.) = 3,85 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 14 мм.
В целом для периода 1930-2010 гг. на всех 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось повышение зимних сумм осадков с весьма высокими относительными скоростями, Ьз = 3,74..., 5,09 мм/10 лет, что соответствовало Дг81 = 28..., 41 мм. Это дало в среднем по 6 станциям существенный рост зимних осадков за 81 год с Ьз (сред.) = 4,19 мм/ 10 лет и Дг81 (сред.) = 34 мм. Если приближенно принять зимнюю норму осадков в Таласской долине порядка 65 мм, Чуйской долине - 90 мм, а на склонах хребтов - 130 мм, то получим высокий порядок их относительного увеличения в зимний период 1930-2010 гг. соответственно на 50, 40 и 25%, что является важным положительным показателем повышения снегонакопления в долинных и склоновых районах.
По всем 10 станциям значения Ь|, Ъ2 и Ьз колебались в самом широком из всех рассмотренных случаях диапазоне, от -0,041 до +15,20 мм/10 лет. В 20 случаях из 22 эти коэффициенты являлись статистически значимыми. Разность ДЬ = Ъ2 - Ь| была положительной в 3 случаях из 6 и оказалась значимой так же во всех 5 случаях из 6.
2015 Географический вестник 4(35)
Метеорология
Таблица 1
Итоговые результаты статистических характеристик для годовых и сезонных сумм осадков по станциям ССЗК (средние значения получены по данным длиннорядных станций, жирным шрифтом выделены статистически значимые тренды)
Метеостанция (*коротко-рядная) Статистические характеристики и оценки
Ь1мм10 | Ъ^мм/Ю | ЛЬмм/1г \ Ь$мм/10 \ Дг46мм \ Дг3$мм \ Аг81мм
Годовые суммы осадков
Жаны-Жер 24,133 28,670 0,4536 15,815 111 100 128
Токмак 16,434 23,846 0,7412 7,864 76 84 64
Бишкек 15,188 26,451 1,1263 12,880 70 93 104
Кара-Балта* 12,132 43
Ысык-Ата* 8,558 30
Байтык 20,404 -9,987 -3,0390 12,676 94 -35 103
Альплагерь* -18,168 -64
Тюя-Ашу * 13,728 48
Кировское 23,228 26,332 0,3104 6,910 107 92 56
Талас 24,4486 18,107 -0,6378 12,554 113 63 102
Среднее 20,645 18,900 11,450 95 66 93
Зимние суммы осадков
Жаны-Жер 5,865 6,274 0,0410 5,088 27 22 41
Токмак 6,353 3,237 -0,3116 3,621 29 11 29
Бишкек 6,406 9,028 0,2622 5,327 29 32 43
Кара-Балта* 6,649 23
Ысык-Ата* 4,192 15
Байтык 3,752 -0,041 -0,3794 3,474 17 0 28
Альплагерь* 7,248 25
Тюя-Ашу * 10,895 38
Кировское 15,195 2,736 1,2459 3,395 70 10 28
Талас 7,063 1,866 -0,5198 3,925 32 7 32
Среднее 7,430 3,850 4,185 34 14 34
Весенние суммы осадков
Жаны-Жер 16,932 -0,551 -1,4884 6,343 78 -2 51
Токмак 12,055 7,588 -0,4468 2,304 55 27 19
Бишкек 9,322 5,478 -0,3845 4,637 43 19 38
Кара-Балта* -1,194 -4
Ысык-Ата* 2,173 8
Байтык 9,473 -14,293 -2,3767 3,330 44 -50 27
Альплагерь* -15,435 -54
Тюя-Ашу*юж -1,506 -5
Кировское 16,688 7,743 -0,8945 1,598 77 27 13
Талас 10,986 9,460 -0,1526 3,760 51 33 30
Среднее 12,58 2,57 3,66 58 9 30
Летние суммы осадков
Жаны-Жер 2,104 12,708 1,0604 1,595 10 44 13
Токмак -3,379 14,391 1,7771 -1,088 -16 50 -9
Бишкек -2,331 6,658 0,8989 -0,295 -11 23 -2
Кара-Балта* 2,605 9
Ысык-Ата* -0,287 -1
Байтык 6,891 1,778 -0,5113 3,323 32 6 27
Альплагерь* -11,967 -42
Тюя-Ашу*юж 3,196 11
Кировское -12,357 10,374 2,2730 -0,573 -57 36 -5
Талас 0,982 6,485 0,5503 1,564 5 23 13
Среднее -1,35 8,73 0,75 -6 31 6
Осенние суммы осадков
Жаны-Жер -0,768 10,239 1,006 2,789 -4 36 23
Токмак 1,405 -1,370 -0,2775 3,027 6 -5 25
Бишкек 1,791 5,287 0,3496 3,212 8 19 26
Кара-Балта* 4,072 14
Ысык-Ата* 2,479 9
Байтык 0,288 2,570 0,2282 2,579 1 9 21
Альплагерь* 1,985 7
Тюя-Ашу*юж 1,143 4
Кировское 3,702 5,480 0,1778 2,491 17 19 20
Талас 5,454 0,296 -0,5158 3,306 25 1 27
Среднее 1,98 3,75 2,92 9 13 24
Метеорология
В поле весенних сумм осадков в период стабильного мирового климата 1930-1975 гг. на всех 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось их увеличение с высокими (относительно норм для весеннего периода) скоростями в диапазоне bi = 9,32..., 16,93 мм/10 лет, что соответствовало Аг46 = 43..., 78 мм. В результате, среднем по территории это так же дало высокую скорость увеличения зимних осадков с Ь^сред.) = 12,58 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 58 мм. При этом по склоновой станции Байтык и долинной станции Бишкек интенсивности увеличения осадков были самыми низкими, а самой высокой она была на станции Жаны-Жер и Кировское. Все это очень наглядно подчеркивает возможную сильную пятнистость во временном изменении осадков по территории.
В период потепления мирового климата 1976-2010 гг. скорости изменения осадков по 6 длиннорядным станциям сильно менялись по абсолютной величине и были разных знаков. Так, на 4 долинных станциях Токмак, Бишкек, Кировское и Талас наблюдались существенные положительные скорости с Ь2 = 5,48..., 10,46 мм/10 лет (Аг35 = 19..., 33 мм), тогда как на Жаны - Жер имело места очень слабое, близкое к нулевому, уменьшение осадков, Ъ2 = -0,55 мм/10 лет (Аг35 = -2 мм). Но склоновая станция Байтык характеризуется очень сильным уменьшением осадков с Ъ2 = -14,29 мм/10 лет (Аг35 = -44 мм). На 4 короткорядных станциях значения Ъ2 также были разных знаков, но малыми по абсолютной величине, Ъ2 = -1,51..., 2,17 мм/10 лет и Дг35 = -5...,+8 мм. Все это точно так же подчеркивает наблюдаемую весной сильную пятнистость во временном изменении осадков по территории ССЗК.
В результате, для периода 1976-2010 гг. по данным всех 6 длиннорядных станций в среднем по территории ССЗК получена очень малая скорость повышения весенних осадков с Ьг(сред.) = 2,87 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 9 мм.
Однако в целом для периода 1930-2010 гг. на всех 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось повышение весенних сумм осадков со скоростями от слабых до высоких, Ьз = 1,60..., 6,34 мм/10 лет, что соответствовало ArSi = 13..., 51 мм. Это дало в среднем по 6 станциям достаточно сильный, рост весенних осадков за 81 год с Ьз (сред.) = 3,66 мм/ 10 лет и Дг81 (сред.) = 30 мм. Если приближенно принять весеннюю норму осадков в Таласской долине порядка 135 мм, Чуйской долине - 180 мм, а на склонах хребтов - 240 мм, то по средним данным получим существенное их относительное увеличение в весенний период 1930-2010 гг. - соответственно на 20-22, 15-17 и 10-12%. При этом надо помнить, что абсолютный вклад весенних осадков в их годовую сумму является самым высоким, а по отдельным станциям их изменения были весьма различными, от 13 до 51 мм.
По всем 10 станциям ССЗК значения bi, Ъ2 и Ьз колебались в самом широком из всех рассмотренных случаях диапазоне, от -15,44 до +16,93 мм/10 лет. В 16 случаях из 22 эти коэффициенты являлись статистически значимыми. Разность ДЬ = Ъ2 - bi была отрицательной во всех 6 случаях и оказалась значимой в 5 случаях из 6.
В поле летних сумм осадков в период стабильного мирового климата 1930-1975 гг. на 6 длиннорядных станциях ССЗК наблюдалось разнонаправленная тенденция их изменения с изменением скоростей в широком диапазоне bi = -12,36...,+6,89 мм/10 лет, что соответствовало Дг46 = -58...,+32 мм. При этом нижней границе диапазона соответствует долинная станция Кировское, а верхней - склоновая Байтык. В результате, в среднем по территории это дало очень малую скорость уменьшения летних осадков с Ь^сред.) = -1,35 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = -6 мм. Здесь так же наглядно видна возможная сильная пятнистость во временном изменении летних осадков по территории.
В период потепления мирового климата 1976-2010 гг. скорости изменения летних осадков на всех 6 длиннорядных станциях были положительными, но очень сильно менялись по абсолютной величине, Ъ2 = 1,78..., 14,39 мм/10 лет, что соответствовало Дг35 = 6..., 50 мм. При этом минимальное увеличение осадков соответствовало склоновой станции Байтык, а максимальное долинной станции Токмак. В результате, для периода 1976-2010 гг. по данным всех 6 длиннорядных станций в среднем по территории ССЗК получена очень существенная скорость повышения летнихосадков с Ьг(сред.) = 8,73 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 31мм.
На 4 короткорядных станциях на интервалах их наблюдений получены положительные и отрицательные скорости в диапазоне Ъ2 = -11,97...,+3,20 мм/10 лет и Дг35 = -42...,+11 мм.
Однако в целом для периода 1930-2010 гг. по 6 длиннорядным станциям ССЗК наблюдалось изменение летних сумм осадков от их незначительного понижения до заметного повышения с Ьз = -1,09...,+3,23 мм/10 лет, что соответствовало Дг81 = -9 ,+27 мм. При этом склоновая станция Байтык отмечала самый высокий их рост. Это дало в среднем по 6 станциям практически нулевой рост летних осадков за 81 год с Ь3 (сред.) = 0,75 мм/ 10 лет и ArSi (сред.) = 6 мм.
Метеорология
По всем 10 станциям ССЗК значения Ь|, Ь: и Ьз колебались в очень широком диапазоне, от -12,36 до +14,39 мм/10 лет. В 12 случаях из 22 эти коэффициенты являлись статистически значимыми. Разность ДЬ = Ьг - Ь| была положительной в 5 случаях из 6 и оказалась значимой во всех 6 случаях.
В поле осенних сумм осадков в период стабильного мирового климата 1930-1975 гг. на 5 длиннорядных станциях ССЗК (кроме Жаны-Жер) наблюдался их рост с изменением скоростей от очень слабых до умеренных в диапазоне Ь| = 0,288..., 5,48 мм/10 лет, что соответствовало Аг46 = 1..., 25 мм. При этом нижней границе диапазона соответствовала склоновая станция Байтык, а верхней -долинная Кировское. На станции Жаны-Жер, напротив, скорость была отрицательной, хотя и практически нулевой Ь| = -0,77 мм/ 10 лет и Дг46 = -4 мм. В результате, среднем по территории это дало малую скорость увеличения осенних осадков с Ь^сред.) = 1,38 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 9 мм, Обе эти оценки следует принять одинаковыми как для долинных, так и склоновых районов.
В период потепления мирового климата 1976-2010 гг. скорости изменения осенних осадков на длиннорядных станциях ССЗК в целом несколько увеличились по абсолютной величине и так же на 5 станциях (кроме Токмака) были положительными, Ь: = 0,30..., 10,24 мм/10 лет, что соответствовало Дг35 = 1..., 36 мм. При этом на склоновой станции Байтык она составляла 2,57 мм/10 лет и Дг35 = 9 мм. Напротив, на станции Токмак скорость была отрицательной, но очень малой по величине, Ь: = -0,28 мм/10 лет и Дг35 = -5 мм. В результате, для периода 1976-2010 гг. по данным всех 6 длиннорядных станций в среднем по территории ССЗК так же получена малая скорость роста осенних осадков с Ьг(сред.) = 3,75 мм/10 лет и Дг46 (сред.) = 13мм. Эти две оценки следует принять одинаковыми как для долинных, так и склоновых районов.
Однако в целом для периода 1930-2010 гг. по всем 6 длиннорядным станциям ССЗК наблюдалось умеренное повышение осенних осадков с близкими значениями скоростей, Ьз = 2,58...,3,31 мм/10 лет, что соответствовало Дг81 = 20..., 27 мм. При этом склоновая станция Байтык отмечала Ьз = 2,58 мм/10 лет и Дг81 = 21 мм. Это дало в среднем по 6 станциям так же умеренную скорость роста осенних осадков за 81 год с Ь3 (сред.) = 2,92 мм/ 10 лет и Дг81 (сред.) = 24 мм.
По всем 10 станциям ССЗК значения Ь|, Ь: и Ьз колебались в достаточно широком диапазоне, от -1,37 до +10,24 мм/10 лет. В 12 случаях из 22 эти коэффициенты являлись статистически значимыми. Разность ДЬ = Ьг - Ь| была положительной в 3 случаях из 6 и оказалась значимой так же только в 3 случаях.
Повторяемости статистических качеств коэффициентов трендов Ьх, Ьг, Ьз и разности ЛЬ = Ьг -
Ьх в поле годовых и сезонных сумм осадков по 6 длиннорядным станциям приведены в табл. 2. Как видно, повторяемость Ь] со знаком + и - была равна соответственно 87 и 13%, а повторяемость Ь: - 83 и 17%. Значения Ьз со знаком + абсолютно преобладали (90%), имея знаки минус всего в 10% случаев. Разности ДЬ = Ьг - Ь] в 53% случаев были положительны, а в 47% отрицательны, значимы они были в 73% случаев, а в 27% нет. Статистически значимые Ь] наблюдались в 80%, а незначимые в 20%, для Ь: эти цифры были соответственно равны 77% и 23%. Для Ьз значимость наблюдалась так же в 77%, а незначимость в 23%.
Таблица 2
Итоговые результаты повторяемости (%) различных «качеств» Ь], Ьз и ДЬ по 6 длиннорядным станциям совместно для года и его сезонов.
Показатель качества Тренды по различным периодам и разность АЬ
Ь1 ъ2 АЬ Ьз
Число случаев 30 30 30 30
Со знаком +(%) 87 83 53 90
Со знаком - (%) 13 17 47 10
Значимых (%) 80 77 73 77
Незначимых (%) 20 23 27 23
Нормы осадков, полученные по различным периодам для 6 длиннорядных станций, характеризуются следующим. В среднем по ССЗК годовые суммы осадков заметно увеличились, на 33 мм, от 1930-1975 к 1976-2010 гг., т.е. за 40 лет, если считать от центров периодов. При этом максимальное увеличение норм наблюдалось на станциях Байтык и Жаны-Жер (50 и 49 мм), а минимальное в Кировском и Токмаке (14 и 19 мм) На склоновой станции Байтык повышение было близким к среднему - 31 мм. Если отнести это увеличение к нормам на станциях за 1930-1975 гг., то оно составляет от 4 до 14%. Относительно данных Климатического справочника [3] среднее повышение норм в 1976-2010 гг. составило: в Бишкеке - 42 мм, Байтыке - 19 мм и Таласе - 14 мм, т.е. имело тот же порядок.
Из 72 случаев месячных данных в 57 случаях (79%) от 1930-1975 к 1976-2010 гг. наблюдалось повышение или неизменность месячных норм осадков ( диапазон 0-11 мм), а понижение (диапазон
Метеорология
1...,-7 мм) в 15 случаев (21%). Повышение соответствовало холодному времени года, а понижение теплому - конец весны и лето.
В табл. 3 приведены полученные месячные и годовые нормы осадков (мм) для 1930-1975 и 1976-2010 гг. для основных долинных станций Бишкек и Талас и склоновой станции Байтык.
Таблица 3
Нормы осадков по месяцам и за год по станциям (мм) за различные периоды_
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Год
Бишкек - 0,76 км (строки: 1930-1975; 1976-2009 гг.)
23 27 48 67 62 40 20 13 16 36 31 25 413
27 33 51 78 68 35 20 13 18 42 44 34 464
Талас -1,22 км (строки: 1930-1975 гг.; 1976-2009 гг.)
12 19 32 50 48 32 18 11 10 20 26 16 295
16 19 36 51 51 33 17 12 12 27 29 24 327
Байтык - 1,58 км (строки: 1930-1975; 1976-2009 гг.)
17 23 47 74 88 75 53 30 26 37 35 20 526
22 27 50 76 96 75 55 24 29 41 36 25 557
Нормы СКО и коэффициентов вариации С(г), полученные по различным периодам, для 6
длиннорядных станций, характеризуются следующим. Значения новых норм СКО за 1976-2010 гг., которые характеризуют междугодовую изменчивость осадков, для года находятся в пределах от 68 мм (Талас) до 103 мм (Токмак и Байтык). Месячные значения имеют диапазон 7...,42 мм, причем минимальные СКО имеют место зимой или летом, а максимальные по всем станциям - в апреле. По различным периодам годовые и месячные нормы СКО имеют один и тот же порядок, т.е. междугодовая колеблемость осадков по месяцам и для года в целом осталась без существенных изменений в период 1930-2010 гг.
Еще более наглядно междугодовая колеблемость осадков может быть представлена коэффициентами вариации С(г). В период 1976-2010 гг. годовые нормы С(г) были малы и по всем 10 станциям лежали в узком диапазоне 0,14...,0,24 при среднем значении 0,21. Месячные нормы С(г) значительно выше и соответствуют диапазону 0,27..., 1,69. При этом наименьшие значения на всех станциях имеют место в январе-марте (0,27-0,45, среднее значение 0,37), а наибольшие - в июле-августе (0,62 - 1,69, среднее значение 1,0). Как и следовало ожидать, порядок величин С(г) по различным периодам для одних и тех же станций не меняется, т.е. междугодовая изменчивость осадков в исследуемый период 1930-2010 гг. оставалась практически неизменной.
Таблица 4
Нормы коэффициентов вариации осадков по месяцам и за год за различные периоды._
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Год
Бишкек - 0,76 км (строки: 1930-1975; 1976-2009 гг.)
0,50 0,60 0,50 0,43 0,53 0,60 1,01 1,09 0,94 0,72 0,52 0,64 0,20
0,43 0,36 0,45 0,50 0,48 0,74 1,06 0,99 0,96 0,60 0,53 0,46 0,22
Талас -1,22 км (строки: 1930-1975 гг.; 1976-2009 гг.)
0,72 0,66 0,52 0,49 0,57 0,64 0,99 1,15 0,92 0,70 0,50 0,74 0,23
0,44 0,48 0,46 0,53 0,46 0,83 1,08 1,36 0,89 0,69 0,64 0,54 0,24
Байтык - 1,58 км (строки: 1930-1975; 1976-2009 гг.)
0,54 0,49 0,45 0,37 0,44 0,44 0,65 0,67 0,94 0,62 0,48 0,60 0,18
0,38 0,37 0,40 0,44 0,32 0,43 0,63 0,76 0,93 0,62 0,39 0,53 0,18
В табл. 4 приведены полученные месячные и годовые нормы С(г) для 1930-1975 и 1976-2010 гг. для основных долинных станций Бишкек и Талас и склоновой станции Байтык.
Библиографический список
1. Израэлъ Ю.А., Семёнов СМ., Анисимов O.A. и др. Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата: вклад рабочей группы II // Метеорология и гидрология. 2007. №9. С. 5-14.
2. Кокорин А. О. Изменение климата на планете/Всемирный фонд дикой природы (WWF) -WWW. [Электронный ресурс] URL: http://WWF.ru/climate (дата обращения 3.09.2015).
3. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 32. Киргизская ССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 375 с.
4. Переведенцев Ю.П. Теория климата. Казань: Изд.-во Казан, гос. ун-та, 2009. 503 с.
2015 Географический вестник 4(35)
Метеорология
5. Подрезов O.A., Подрезов А. О. Современное потепление климата Северного и Северо-Западного Кыргызстана//Географический Вестник. 2015. № 3(34). С.56-66.
O.A. Podrezov, A.O. Podrezov MODERN PRECIPITATION CHANGES IN NORTH AND NORTH-WEST KYRGYZSTAN
Based on the long-term observations of weather stations the comparative characteristics of modern precipitation changes in North and North-West Kyrgyzstan are given for two different periods: 1930-1975 years - the stable global climate and 1976-2010 years - the global warming, as well as for the 1930-2010 years in general. The analysis is executed for the annual and seasonal precipitation totals in the same way as for the temperature [5].
Key words: North and North-West Kyrgyzstan; modern precipitation changes.
Oleg A. Podrezov, Doctor of Geography, Professor of the Department of meteorology, ecology and environmental protection of natural-technical faculty of the Kyrgyz-Russian Slavic University; 44 Kyivskaya, Bishkek, Kyrgyz Republic 720000; meteokaf_krsu@mail.ru
Andrey O. Podrezov, Candidate of Geographical Science, Head of the Department of meteorology, ecology and environmental protection of natural-technical faculty of the Kyrgyz-Russian Slavic University; 44 Kyivskaya, Bishkek, Kyrgyz Republic 720000; meteokaf_krsu@mail.ru
УДК 551.515.8 (632.152)
Т.В. Костарева, О.Г. Пенский
СИНОПТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО И ЭКСТРЕМАЛЬНО ВЫСОКОГО УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ПЕРМСКОМ КРАЕ
Предложена классификация синоптических процессов, способствующих формированию высокого и экстремально высокого уровня загрязнения воздуха в городах Пермского края. Сделан вывод о том, что не всегда при синоптических ситуациях, благоприятных для накопления вредных примесей, в городах создается высокий уровень загрязнения воздуха.
Ключевые слова: экстремально высокий уровень загрязнения воздуха, синоптическая ситуация, типизация синоптических процессов, параметр Р, термическое поле.
На загрязнение воздуха в городах оказывает сложное влияние ряд метеорологических факторов. Синоптическая ситуация характеризуется в общем виде сложным комплексом метеорологических параметров и отражает многообразие процессов, происходящих в атмосфере. Анализ материалов наблюдений в ряде городов показал, что к неблагоприятным синоптическим ситуациям относятся центральная область стационарного антициклона и ось малоподвижного гребня [1; 3; 5]. Известно, что первым этапом прогноза уровня загрязнения воздуха является анализ и прогноз барического поля, фронтов, общего фона погодных процессов, включая температуру воздуха и ветер [2; 3; 4; 6-10]. Таким образом, без определения синоптических процессов и их развития невозможен прогноз уровней загрязнения воздуха, в частности, высокого и экстремально высокого. Самостоятельной задачей является анализ синоптических условий для формирования экстремально высокого уровня загрязнения воздуха (ЭВУЗВ). Для выделения случаев ЭВУЗВ используется интегральный показатель загрязнения воздуха в городе - параметр Р [4], который является частотной характеристикой и представляет собой отношение числа существенно повышенных концентраций
О Костарева Т.В., Пенский О.Г., 2015
Костарева Татьяна Викторовна, кандидат географических наук, доцент кафедры метеорологии и охраны атмосферы Пермского государственного национального исследовательского университета, Россия, 614990. Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: nmu2@meteoperm.ru
Пенский Олег Геннадьевич, доктор технических наук, профессор кафедры процессов управления и информационной безопасности Пермского государственного национального исследовательского университета, Россия, 614990. Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: ogpensky@mail.ru
