Метеорология. Климатология

В первой половине августа 2010 г. над центральными областями Европейской России и Поволжьем сохранялся блокирующий высотный антициклон. В связи с этим продолжался период аномально жаркой погоды с неоднократным перекрытием абсолютных максимумов температуры на большей части европейской территории России. Только на крайнем севере Европейской России, в Ненецком автономном округе, Мурманской области и на севере Республики Коми температурный режим за месяц соответствовал климатической норме.

Сравнения, проводимые для трех типов профилей, а именно: адиабатического, приземной и приподнятой инверсии, показали, что прибор МТП-5 надежно регистрирует тип профиля температуры. Наилучшее совпадение профилей наблюдается в нижнем 200-метровом слое.

Разработана методика выделения сезонов в годовом цикле термических атмосферных условий, отслеживающая режим вторжения в район Черного моря относительно холодных и теплых воздушных потоков и обеспечивающая повышение достоверности оценок термических условий в границах фактических сезонных периодов. Выявлена существенная нерегулярность сроков наступления фактических сезонов и возможность значительных флуктуаций длительности переходных сезонов.

Рассматривается прикладной статистический анализ периодически коррелированных временных рядов с известным периодом коррелированности Т. Предложены статистические оценки тренда (неслучайной аддитивной составляющей) и математического ожидания (сезонной или суточной составляющей) исследуемого временного ряда.

Исследованы особенности в тенденциях изменения температуры воздуха на отдельных станциях Дальнего Востока. По данным наблюдений за температурой воздуха методом наименьших квадратов рассчитана оценка коэффициентов уравнения линейного тренда. Показано, что в северных районах тренд температуры воздуха обладает малой обеспеченностью при малых значениях остаточной изменчивости. В южных районах значимость тренда увеличивается почти во все сезоны при малых значениях остаточной изменчивости.

Исследован характер холодных полугодий в умеренных широтах Азии по данным с 1917 по 2008 гг. На основе использования сезонных ритмов внутри холодного полугодия разработаны схемы транзитивных прогнозов разных характеристик его термической структуры: продолжительности всего холодного периода и предвесенья, сроков окончания самого холодного периода зимы.

В связи с изучением причин аномальных природных условий лета 2010 г. обобщено современное состояние знаний о климатологии блокирующих антициклонов, механизма их образования и поддержания, а также возможностях прогнозирования. Приводятся основные данные о повторяемости, интенсивности и продолжительности существования блокирующих антициклонов и их связях с характеристиками общей циркуляции атмосферы в Северном и Южном полушариях.

23 октября 2010 г. исполнилось 60 лет начальнику ФГУ "Саратовский ЦГМС" Михаилу Федоровичу Болтухину. Почти тридцать лет он руководит данным структурным подразделением Приволжского УГМС.

20 октября 2009 г. исполнилось 70 лет профессору, доктору физико-математических наук, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, руководителю лаборатории динамики верхней атмосферы Земли НПО "Тайфун" Юрию Ивановичу Портнягину.

19 сентября 2010 г. исполнилось 80 лет одному из ведущих ученых-гидрологов Казахстана и стран СНГ, ведущему научному сотруднику РГП "Казгидромет", кандидату географических наук Всеволоду Викторовичу Голубцову.

На всей европейской территории России средняя месячная температура в июле 2010 г. оказалась значительно выше нормы (на 3-8{O}C). Осадков выпало существенно меньше средних многолетних значений: в Центральном федеральном округе - 10-70% нормы, в Приволжском федеральном округе - 0-50% нормы (в Мордовии не выпало ни одной капли дождя). Количество выпавших осадков оказалось больше нормы только в Мурманской области, Калмыкии и Ставропольском крае.

Предложен новый безразмерный показатель, позволяющий оценивать аридность физико-географических территорий в любых пространственных и временных масштабах. На примере территории Узбекистана показаны возможности применения этого параметра.

Получены однородные временные ряды атмосферных осадков с исключенными систематическими погрешностями их измерения для 100 станций на территории России. Рассмотрено комплексное влияние всех систематических погрешностей стандартных сетевых осадкомерных приборов на измеряемые суммы осадков. Проведен сравнительный анализ соотношения измеренных и исправленных средних многолетних характеристик количества осадков.

Проанализированы условия формирования 21 взрывного циклона. Определены типичные значения некоторых характеристик атмосферы и океана, сопутствующие образованию взрывных циклонов: индексов североатлантического и восточно-атлантического колебаний, температуры воздуха и воды, потоков явного и скрытого тепла.

Приведены результаты комплексных исследований облаков при проведении работ с целью предотвращения осадков. Для оценки эффекта воздействия предложена новая методика, основывающаяся на сравнении результатов измерений ИК-радиометром со спутника "Meteosat" радиационной температуры облаков после воздействий и облаков, находящихся в естественном цикле развития.

Выполнена оценка качества воспроизведения гидродинамической моделью ММ5 суточного хода температуры воздуха в июле на Урале путем сравнения с данными станционных наблюдений. Модель ММ5 лучше воспроизводит максимумы температуры, чем минимумы, которые она сильно завышает. Наибольшую точность восстановления температуры воздуха модель демонстрирует в сроки 3, 6, 9, 12 и 24 ч, а наименьшую - в 15, 18 и 21 ч.

Представлена усовершенствованная прогностическая технология расчета элементов погоды, разработанная в Гидрометцентре России для среднесрочного прогноза на основе статистической интерпретации результатов интегрирования гидродинамических моделей атмосферы. Описывается методология численных прогностических алгоритмов.

В верхней стратосфере (изобарическая поверхность 10 гПа) в октябре 2009 г. продолжалось углубление околополярного вихря, центр которого в течение всего месяца располагался вблизи полюса. В экваториальной стратосфере сохранялась восточная фаза ветров квазидвухлетнего цикла. В средней тропосфере отмечалось преобладание значительных положительных аномалий геопотенциала H [500] в полярных районах и отрицательных - в умеренных широтах и субтропиках.

На большей части территории России в октябре наблюдалась теплая погода. Положительная аномалия средней месячной температуры воздуха составила 1-4{0}C. Октябрь был одним из самых дождливых на европейской территории России. В большинстве районов выпало от 1, 5 до 2 (местами до 3) месячных норм осадков.

На основе 10-летних наблюдений проанализированы особенности годовых и суточных изменений вертикального градиента показателя преломления g [n] и его среднего квадратического отклонения в нижнем 900-метровом слое атмосферы.

В регионе с 1976 по 2006 г. наблюдается увеличение прозрачности атмосферы. Получены количественные оценки изменений среднего многолетнего годового хода Т[2] и аэрозольной оптической толщины атмосферы (АОТ) при разных периодах осреднения за разные периоды времени.

Дан обзор современных и планируемых в ближайшие 2 года систем оперативного мезомасштабного прогноза погоды. Приведены концепция создания в Гидрометцентре России на примере COSMO-RU системы мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды на уровне лучших аналогов и описание соответствующей работы, проводимой в последние годы в Гидрометцентре России в рамках международного консорциума COSMO, по реализации этой концепции.

С 19 по 29 мая в Казанском университете проведена Всероссийская научная конференция "Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследования". На пленарном заседании был заслушан ряд докладов по современным глобальным и региональным проблемам состояния окружающей природной среды и др.

В июне 2009 г. стратосферный антициклон располагался вблизи полюса, в течение месяца он продолжал усиливаться, к концу месяца значения геопотенциала на изобарической поверхности 10гПа в целом были близки к климатической норме. Интенсивность зональной циркуляции в целом по Северному полушарию была понижена примерно на 15 процентов, при этом наибольшие отклонения индекса зональной циркуляции от нормы наблюдались в высоких широтах.

На Европейской территории России в Северо-Западном федеральном округе и в северной половине Центрального федерального округа средняя месячная температура в июне была около нормы: на западе территории на отрицательном фоне, в восточных районах - на положительном. Распределение осадков по Европейской территории России совпадает с аномалией температуры - около и больше нормы их выпало на севере региона, а дефицит осадков отмечался в южных районах.

Анализируется влияние температуры воздуха зимой и толщины льда на зимний сток рек бассейна реки Алдан. Установлено, что уменьшение толщины речного льда вследствие более теплых зим ведет к увеличению пропускной способности речных русел, в результате чего увеличивается зимний сток рек.

На основе измерений колебаний поверхности морского льда на ледовых дрейфующих станциях сделана оценка интегральной по площади толщины льда в Арктическом бассейне. Линейный тренд в 1970-1990 гг. свидетельствует об уменьшении средней по всему Арктическому бассейну толщины льда примерно на 10 см, что составляет 3 процента средней толщины льда (-3 м).

На основе нелинейной двухмерной стационарной модели обтекания гор рассчитаны основные характеристики возмущений атмосферы над горами в зависимости от свойств невозмущенного натекающего потока. Определение пространственного распределения влажности над горами основано на предположении о переносе водяного пара воздушным потоком как пассивной примеси.

Представлены результаты численных экспериментов по моделированию обтекания изолированной горы. Обсуждается влияние размеров препятствия и скорости потока на характеристики волновых колебаний. Все расчеты проведены с помощью разработанной авторами двухмерной версии негидростатического динамического блока, в котором уравнения сухой квазинесжимаемой атмосферы решаются полулагранжевым полунеявным методом.

Приводятся данные о потерях от заморозков на территории Южного федерального округа России. Рассматриваются вопросы оптимизации методов защиты от радиационных заморозков, основанных на создании искусственных дымовых завес и туманов. Приведена оценка экономической целесообразности применения оптимизированных методов защиты от радиационных заморозков.

Выбран и обоснован набор интегральных характеристик и метеорологических полей, которые позволяют обнаружить и проследить эволюцию крупномасштабной спирально-вихревой неустойчивости, связанной с особыми свойствами спиральной конвективной турбулентности в условиях тропического циклогенеза. Проведены расчеты вертикального потока спиральности по методу Курганского для двух тропических циклонов - Ман-Йи и Вилма.

Рассмотрен алгоритм построения двухмерных рядов Фурье в сферической системе координат по полному набору ортогональных ультрасферических многочленов, частными случаями которых являются многочлены Лежандра и многочлены Чебышева первого и второго родов. Предложенные ряды равномерно сходятся во всех точках сферы, включая полюса.

Среднеквартальные значения общего содержания озона (ОСО) во втором квартале в основном были близки к средним многолетним значениям за период 1974-1984 гг. По-видимому, возвращение характеристик озонового слоя к нормам 30-летней давности в значительной степени связано с аномально сильным и длительным потеплением стратосферы в высоких широтах Северного полушария зимой 2008/2009 гг., которое существенно сократило площадь, занимаемую арктическим циркумполярным вихрем над территорией России.

В стратосфере в первой декаде мая ослабевавший околополярный циклон был раздвоен: один центр располагался над Аляской, другой - над Скандинавией. Перестройка на летний режим циркуляции была поздней и произошла 10 мая. Центр образовавшегося антициклона располагался вблизи полюса, значения геопотенциала в нем в течение всего месяца были примерно на 40 дам меньше климатической нормы.

На преобладающей части Европейской России средняя месячная температура в мае отличалась от климатических показателей не более, чем на 1{0}C. Осадки выпадали неравномерно. Избыток осадков отмечался в ряде районов Северо-Западного федерального округа.

Исследованы биоклиматические условия Южного федерального округа, характеризующие климатическую комфортность для организма человека, и по рассчитанным значениям коэффициентов К [м]I выполнено районирование территории.

Рассматриваются структурно-генетические типы торосов, формирующиеся в однолетнем ледяном покрове арктических морей. С помощью метода лабораторного физического моделирования процессов торосообразования получены кинематические схемы механизмов их образования.

Впервые для обширной территории Восточной Сибири и Дальнего Востока России проанализированы внутрисуточные вариации среднего квадратического отклонения вертикального градиента показателя преломления g[n] нижнего 300-метрового слоя атмосферы за 10-летний период наблюдений.

На основе изучения корреляционных соотношений водяной пар-озон проведена оценка доли тропосферного воздуха вблизи термической тропопаузы. Для расчета были выбраны данные измерений в период нескольких полевых кампаний, проводившихся в зимний период во внетропических регионах. В полете 11 февраля 2003 г. на высоте 12 км было зафиксировано увеличение концентрации водяного пара в 1. 5-2 раза по сравнению с усредненными значениями концентрации водяного пара для внетропических областей.

Описан первый этап работ по совмещению модели регионального гидродинамического прогноза метеорологических полей и программного пакета прогноза радиационной обстановки "Нострадамус" для оперативного прогноза распространения радиоактивного выброса на десятки и сотни километров. Приведены результаты экспериментов с разными параметризациями пограничного слоя.

На основе среднемесячных данных реанализа для каждого месяца (ноябрь-март) 1958-2007 гг. для нижней стратосферы были рассчитаны трехмерные потоки Элиассена-Пальма (ЭП), характеризующие распространение квазистационарных планетарных волн. Показано, что в среднем проникновение планетарных волн из тропосферы в стратосферу происходит над севером Евразии, а в области полуострова Лабрадор и Южной Гренландии наблюдаются слабые нисходящие потоки ЭП.

Расчеты индексов циркуляции показывают, что зональный перенос в целом по Северному полушарию был в норме. Более интенсивным он был лишь в высоких широтах 2 естественного синоптического района. В осредненном поле приземного давления привлекают внимание глубокие центры исландского минимума. Смещенные к востоку, оба центра были чрезвычайно глубоки. Азорский антициклон был близок к климатической норме.

На большей части европейской территории России в апреле 2009 г. наблюдалась прохладная погода. Средняя месячная температура воздуха оказалась на 1-3 {0} C ниже нормы и близкой к ней. Почти на всей территории Европейской России наблюдался дефицит осадков.

Изменчивость содержания 137Cs в наиболее распространенных в Полесье почвах - подзолах - рассмотрена на примере площадок "Святск" и "Деменка". Показано, что 137Cs прочно фиксируется на поверхности, в верхних горизонтах почвы, что объясняется высокой сорбционной емкостью почв. Показано, что загрязнение полесских боров сохраняет более высокие уровни плотности загрязнения по сравнению с близлежащими населенными пунктами, пашнями и луговыми угодьями в поймах рек.

Представлен анализ внешних факторов, существенных для формирования поля среднемесячного общего содержания озона и переноса озона над территорией России. Спектральный и дискриминантный анализ позволил получить количественные оценки воздействия арктического колебания, отклонения зимней температуры полярной нижней стратосферы, квазидвухлетнего колебания, 11-летнего солнечного цикла, Эль-Ниньо - южного колебания на общее содержание озона.

Исследуются особенности пространственно-временной изменчивости индексов циркуляции Уоллеса и Гатцлера, рассчитанных в суточной дискретности. Экстремальные значения индексов циркуляции интерпретируются как режимы погоды, чередование которых связано с низкочастотной изменчивостью атмосферы.

На примере четырех глобальных моделей атмосферы проводится верификация модельных динамических механизмов генерации вертикальных движений. Предлагаемый подход применен для определения причин недостаточно успешного прогноза осадков по двум отечественным моделям в сравнении с моделями Метеорологической службы Великобритании и Национального центра прогнозирования состояния окружающей среды США.

Наряду с изучением изменений общего количества облаков особое внимание уделяется распределению основных форм по частоте их повторения. Пространственное обобщение результатов для крупных регионов позволило выявить преобладающие тенденции в изменении облачного покрова, которые слабо зависят от сезона года и отражают крупномасштабные изменения характеристик облачности во второй половине 20 в.

Михаил Чоккаевич Залиханов - доктор наук, академик Российской академии наук, Российской академии военных наук и 13 других международных и национальных академий, научный руководитель ГУ "Высокогорный геофизический институт", специалист в области гляциологии, изучения физики снега, снежных лавин и мониторинга окружающей среды.

Средние значения общего содержания озона (ОСО) в первом квартале в основном были близки к средним многолетним значениям за период 1974-1984 гг. Исключение составили станции Печора и Мурманск, где превышение среднего за квартал значения ОСО над средним многолетним значением было аномальным и составило 13 и 16 процентов.