Владимир Чередниченко - Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa

• Название: Тропопaузa и мaксимaльный ветер нaд территорией Кaзaхстaнa
• Автор: Владимир Чередниченко
• Жанр: Образовательная литература

В пособии рaссмотрено рaспределение основных хaрaктеристик полярной и тропической тропопaузы и рaспределение мaксимaльного ветрa нaд территорией Кaзaхстaнa. Проaнaлизировaнa связь между хaрaктеристикaми тропопaузы и мaксимaльного ветрa. По полученным дaнным о рaспределении хaрaктеристик тропопaузы и мaксимaльного ветрa рaссчитaн пaрaметр турбулентности и сделaны выводы о вероятности и моделях турбулентности нaд Кaзaхстaном по сезонaм годa в слое полярнaя тропопaузa – уровни c мaксимaльной скоростью ветрa. Пособие преднaзнaчено для мaгистрaнтов специaльности «Метеорология», a тaкже может быть полезно всем, интересующимся верхними слоями aтмосферы.

Издается в авторской редакций.

---

Область тепла над центральными районами сохраняется ивесной. Но если в первую половину зимы эти области оформляются гребнем, то в течение всей весны они выражаются тремя областями тепла: одна в районе Аральск –Кызылорда, другая, самостоятельная, над центральными районами и третья, менее выраженная – на севере-востокетам, где зимой располагалось область относительно низких температур.

Рис. 20. Март. Температура полярной тропопаузы (°С)

Рис. 21. Март. Высота полярной тропопаузы (км)

Рис. 22. Апрель. Температура полярной тропопаузы (°С)

Самой характерной особенностью распределения температуры тропопаузы весной является то, что на юго-востоке прослеживается четко выраженная область холода. Она появляется в марте юго-восточнее Балхаша, к апрелю уже распространяется до Караганды. В маеизолиния, оформляющая этот холод, проходит от Тараза почти меридионально на район озера Тенгиз и далее – на Астану.

В отличие от полученных нами результатов, в новейшей работе по тропопаузе на картах средней температуры за весенние месяцы только в марте прослеживается слабо выраженный очаг холода на северо-востоке от территории Казахстана, частично захватывающий и его восточные районы.

Надо полагать, что по материалам наблюдений 1958-1965 гг., использованным в работах [2,4], не было возможности также уверенно проследить развитие этой холодной области тропопаузы из месяца в месяц и определить четко ее границы, как по материалам 1966-1970 гг., использованным в нашей работе.

Рис. 23. Апрель. Высота полярной тропопаузы (км)

Следует особо отметить, что область тепла в районе Кызылорда – Аральск– Жезказган, немного видоизменяясь, сохраняется с декабря по май.

На картах высоты тропопаузы за март и апрель над центральными районами хорошо прослеживается область разреженных изолиний высоты, соответствующая области тепла (рис. 21, 23).

На северо-западе и северо-востоке в марте и апреле отмечаются области относительно низких высот. Область на северо-западе согласуется с областью холода на картах температуры (рис. 20 -23), в то время как области на северо-востоке соответствует область тепла.

В мае согласованность между высотой и температурой тропопаузы почти по всей территории существенно нарушается. Изогипсы принимают направление, близкое к зональному, а температура имеет распределение, характерное для весны (рис. 24, 25).

На карте средней температуры тропопаузы (рис. 19), как и следовало ожидать, весной хорошо прослеживается самостоятельная область тепла над центральными районами, которая подпирается гребнем тепла, расположенным над южными районами.

Над западными районами область холода занимает положение, аналогичное зимнему, а температура ее в центре повышается на 3-4 °C.

Рис. 24. Май. Температура полярной тропопаузы (°С)

Рис. 25. Май. Высота полярной тропопаузы (км)

Область холода на востоке по сравнению с зимой сильно смещена к юго-востоку. Эта ложбина холода ориентирована на северо-запад, а температура в ней по сравнению с зимой повысилась на 2-3 °C.

§ 3. Температура и высота тропопаузы летом

В начале лета очаг холода на юго-востоке Казахстана исчезает, и изотермы здесь принимают направление, близкое к широтному.

Область холода на западе сохраняется, несколько сглаживаясь. В тоже время на северо-востоке вместо области тепла, весной формируется область холода вдоль линии Павлодар – Балхаш).

Между долготами 60-70° в.д. в июне сформирован гребень тепла, аналогичный зимнему. А в июле-августе и в среднем за лето изотермы очень близки к широтному направлению (рис. 26,28, 30, 32).

Рис. 26. Лето. Температура полярной тропопаузы (°С)

В августе отмечается наибольшая разность температур между югом и севером в годовом ходе и достигает 10 °C.При этом наибольшее понижение температуры происходит над южной частью территории примерно до 47-48° с.ш. Севернее это понижение существенно замедляется.

Рис. 27. Лето. Высота полярной тропопаузы (км)

Рис. 28. Июнь. Температура полярной тропопаузы (°С)

В июне над юго-востоком территории отмечается область повышенной, а над северо-западом – пониженной тропопаузы (рис. 29). Область холода с центром в районе Караганды отражения в поле распределения высотытропопаузы не находит (рис. 28 и 29).

В июле высота тропопаузы с юга на север понижается очень незначительно, примерно на 500 м. Над северо-западными районами отмечаются минимальные высоты, а над юго-восточными – максимальные (рис. 31).

В июле-августе формируется перемычка высокой тропопаузы, ориентированная из района Семея на Караганду и далее – на северо-запад. Севернее и южнее этой перемычки высота полярной тропопаузы понижается (рис. 27, 31, 33).

К югу на фоне общего понижения тропопаузы от перемычки высоких ее значений отмечаются две области минимальных ее значений над крайними южными районами. Это районы Алматы и Кызылорды, между которыми наблюдается гребень более высокой тропопаузы, ориентированный на Тараз.

Рис. 29. Июнь. Высота полярной тропопаузы (км)

Рис. 30. Июль. Температура полярной тропопаузы (°С)

Рис. 31. Июль. Высота полярной тропопаузы (км)

В августе тропопауза над Кызылордой по сравнению с июлем поднимается на 310 м, а над Алматы – опускается на 230 м и здесь отмечается минимум высоты тропопаузы в ее годовом ходе.

Попытка вскрыть причину существования области относительно низкой полярной тропопаузы предпринималась в работах [21,23, 26,29,31-33,48]. Наиболее удовлетворительным считается объяснение, сделанное в [48] и др. Там высказывается мысль о том, что это не тропопауза, а верхняя часть субтропических фронтов, смещающихся в летний период к северу (особенно в июле-августе). У земли эти фронты проходят где-то южнее гор. Такое предположение удовлетворительно объясняет, почему минимальная высота тропопаузы отмечается в июле-августе.

Однако по нашим данным над крайним югом территории (Алматы, Тараз (на карте Жамбыл)) уже в мае начинается снижение высоты полярной тропопаузы после максимума в апреле. Второй максимум высоты тропопаузы в ее годовом ходе отмечается в октябре.

Рис. 32. Август. Температура полярной тропопаузы (°С)

Таким образом, не согласуясь с изменением средней температуры тропосферы, над югом Казахстана уже в мае отмечается тенденция к заметному понижению полярной тропопаузы, что трудно объяснить смещением субтропического фронта.

Маловероятно также, что этот минимум обусловлен вторжением интенсивных циклонов с севера [33], хотя над восточной частью Казахстанаи просматривается ложбина холода, достигающая Балхаша.

Обширность территории, над которой отмечается понижение тропопаузы, хотя и не везде значительное, позволяет предполагать, что причиной этого понижения является смещающееся сюда субтропическое струйное течение[56-59]. В силу особенностей распределения его характеристик по территории и во времени, а также особенностей рельефа, влияние этого течения на высоту полярной тропопаузы максимально в районе Алматы и Кызылорды.

Рис. 33. Август. Высота полярной тропопаузы (км)

На существование общих факторов, обуславливающих понижение тропопаузы над всей южной частью территории в теплый период, указывает и наличие преемственности в перестройке ее годового хода от пункта к пункту с увеличением широты (рис. 34).

Рис. 34. Годовой ход высоты (км) и температуры (°С) полярной тропопаузы в зависимости от широты

Примечательно, что в районе Жаркента, расположенного близко к Алматы, летний минимум высоты выражен очень слабо, а в отдельные годы практически не прослеживается вообще.

§ 4. Температура и высота тропопаузы осенью

Осенью снова формируются области пониженных температур на северо-западе и северо-востоке территории, которые занимают пока самое северное положение (рис. 35, 37, 39). На юго-востоке отмечается область высоких значений температуры, ориентированная в виде гребня на центральные районы, а затем – к северу. В районе Кызылординской области в сентябре отмечается поле разреженных изотерм (рис. 37).

Рис. 35. Осень. Температура, полярной тропопаузы (°С)