Типизация зим по степени суровости

Необходимость типизации зим обусловлена тесной связью ледового режима и температурных условий исследуемых акваторий, что позволяет унифицировать и обобщить длительный ряд наблюдений и выявить тенденции внутривековых изменений.

Для вычисления критериев суровости был использован ряд наблюдений средних месячных значений температуры воздуха за зимний период (декабрь, январь, февраль, март) по трем метеопунктам:

— для Азовского моря – Таганрог, Геническ, Керчь;

— для Каспийского моря – Астрахань, Атырау, Махачкала.

Период наблюдений составил 123 года, с 1892/93 гг. по 2019/20 гг. с некоторыми перерывами (периоды Гражданской и Великой Отечественной войн). Данные получены из открытого архива ВНИИ Гидрометеорологической информации – Мировой центр данных (meteo.ru) (Булыгина и др.).

Методику можно условно разделить на шесть шагов.

1. Расчет среднемесячных температур воздуха по годам для каждого метеопункта. Важно отметить, что расчеты ведутся для зимнего периода (например, 2014/2015 гг.), поэтому в данных за декабрь должен быть сдвиг на один год – для января, февраля, марта 2015 г., декабрь - за 2014 г.

2. Вычисление суммы средних месячных температур по трем метеопунктам за каждый месяц каждого года.

3. Вычисление суммы сумм средних месячных температур трех пунктов за каждый месяц каждого года.

4. Вычисление среднего многолетнего значения и многолетней суммы температур, рассчитанных на предыдущем этапе.

5. В диапазоне, полученном на этапе 3, вычисляется минимальное и максимальное значения. Они необходимы для дальнейшего расчета критериев суровости. В приведенном примере min – минус 59.1, max 31.52.

6. Далее расчеты производятся в следующем порядке:

где min – минимальное значение суммы сумм температуры воздуха по трем метеопунктам;

max – максимальное значение суммы сумм температуры воздуха по трем метеопунктам;

avr – среднее значение суммы сумм температуры воздуха по трем метеопунктам, т.н. «норма»;

X1, X2 – предельное отклонение от «нормы» в большую и меньшую стороны;

Y1, Y2 – переменные, характеризующие соответствующие отклонения в мягкие, нормальные и суровые зимы.

 

Таблица 1 Градации и количество зим различной суровости в Азовском и Каспийском морях

Тип зимы	Азовское море			Каспийское море
	∑ tвздх., °С	Количество	%	∑ t вздх., °С	Количество	%
Суровая	≤ -31,3	14	12,4	≤ -51,6	16	13,8
Умеренная	от -31,3 до 12,9	66	58,4	от -51,6 до -7,5	73	63,0,
Мягкая	≥ 12,9	33	29,2	≥ -7,5	27	23,2

Примечание: ∑ t, °С – сумма температур воздуха за зимний период

 

В азово-каспийском регионе в целом преобладают зимы умеренного типа (табл.1), но в междесятилетней динамике изменяется соотношение суровых, мягких и умеренных зим. 2-3 сезона подряд повторяются умеренные и мягкие зимы, при этом количество суровых зим уменьшается, и с 1960 г. они отмечаются раз в 15-20 лет, что говорит об изменениях в многолетней динамике температур и некотором потеплении в регионе.

Рисунок 1 – Типизация зим по степени суровости с 1900 по 2019 гг.

ось Y – количество зим каждого типа зим, выраженное в %

 

В зависимости от суровости зимы варьируется площадь ледяного покрова – коэффициент корреляции сумм среднемесячных температур воздуха и ледовитости составляет -0,87 для Азовского моря и -0,72 для Северного Каспия. Ледовитость Азовского моря в суровые зимы в среднем составляет ~ 53%, в умеренные ~ 30%, в мягкие ~12% (рис.2-4).

Ледовитость Северного Каспия в среднем для зим составляет: суровые ~ 75%, умеренные ~ 60%; мягкие ~ 46% (рис.5-7). В особо суровые зимы кромка льда в Каспийском море может достигать берегов Махачкалы на западном побережье и Форт-Шевченко на восточном (Яицкая, Глущенко, 2010), а в мягкие зимы льдом покрываются северные и северо-восточные прибрежные районы Каспийского моря. В средней части моря ледяной покров занимает незначительную площадь, а в мягкие зимы его совсем не бывает. В южной части Каспийского моря лед появляется лишь в исключительно суровые зимы. Например, зимой 1968/1969 г. припаем были покрыты Северный и часть Среднего Каспия, а в районе Апшеронского полуострова наблюдались плавучие льды (а также в зимы 1928/1929, 1949/1950, 1953/1954, 1971/1972 гг.) (Каспийское…,1986).

 

Рисунок 2 – Ледяной покров Азовского моря в суровую зиму

 

Рисунок 3 – Ледяной покров Азовского моря в умеренную зиму

 

Рисунок 4 – Ледяной покров Азовского моря в мягкую зиму

 

Рисунок 5 – Ледяной покров Каспийского моря в суровую зиму

 

Рисунок 6 – Ледяной покров Каспийского моря в умеренную зиму

 

Рисунок 7 – Ледяной покров Каспийского моря в мягкую зиму

 

Список литературы:

Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Трофименко Л.Т., Швец Н.В. «Описание массива данных среднемесячной температуры воздуха на станциях России» Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621485 http://meteo.ru/data/156-temperature#описание-массива-данных [Электронный ресурс].

Каспийское море. Гидрология и гидрохимия. [Ред. С.С. Байдин, А.Н. Косарев]. Москва: Изд-во «Наука», 1986. 261 с.

Яицкая Н. А., Глущенко В. В. Исследование ледовой обстановки Северного Каспия с помощью данных спутникового мониторинга //III конференция «Геоинфомационные технологии и космический мониторинг» (8-10 сентября 2010 г.). 2010. С. 140.