Метеорология. Климатология

В учебном пособии приведены основные положения проведения наблюдений по стандартным метеорологическим приборам, темы лабораторных занятий, порядок их выполнения. Для контроля знаний предусмотрены задачи и вопросы программированного контроля.

Об ученом-агрометеорологе, докторе географических наук, профессоре, член-корреспонденте Академии сельскохозяйственных наук Грузии Тамазе Ивановиче Турманидзе.

7 сентября 2007 г. исполняется 90 лет одному из старейших работников, ветерану Гидрометслужбы, доктору географических наук Людмиле Сильвестровне Мининой.

К юбилею Александра Васильевича Фролова, заместителя руководителя Росгидромета, действительного государственного советника Российской Федерации 3 класса, кандидата физико-математических наук.

На европейской территории России июнь был близким к климатической норме и несколько теплее обычного. Осадков в основной сельскохозяйственной зоне выпало меньше нормы, лишь местами в Северо-Западном федеральном округе их было больше среднего статистического количества.

Описывается концепция и реализация программной системы MOLSA, предназначенной для моделирования и обработки данных лидарного зондирования стратосферы в ультрафиолетовом и видимом спектральных диапазонах.

Рассматриваются результаты измерений температурного режима и альбедо разных поверхностей, свойственных полярным районам. Составлены таблицы характерных значений альбедо и температуры разных поверхностей, построены параметрические зависимости альбедо от температуры.

Развитию глубоких высотных циклонов над Сибирью и Уралом предшествовали стратосферные потепления и длительные блокирующие процессы в тропосфере над Европой и Якутией. При этом в зоне высотной конвергенции над Сибирью отмечались сильные циклонические сдвиги ветра и усиление струйного течения.

По данным наблюдений Метеорологической обсерватории МГУ за 50 лет (1955-2004 гг. ) проанализирована временная изменчивость общего влагосодержания атмосферы W, а также исследована связь коэффициента интегральной прозрачности P[2], приведенного к массе атмосферы m=2, с W и аэрозольной оптической толщиной атмосферы для длины волны 550 мм.

Предложен статистический метод прогноза среднемесячной, среднесезонной и среднегодовой температуры воздуха с 12-месячной заблаговременностью. В основу метода положено выделение скрытых ритмов в климатической системе, вынуждающих последовательность межгодовых возмущений в температуре воздуха.

По условиям погоды месяц выдался очень контрастным: в первой половине месяца было очень холодно, во второй половине месяца на европейской территории России установилась жаркая погода. В третьей декаде отмечалась небывалая жара. Причина столь небывалой жары - антициклон, который сохранял свое влияние у поверхности земли практически всю вторую половину мая.

Анализируются наблюдения в последние десятилетия изменения климата и выявляются связанные с ними тенденции изменения теплообеспеченности, увлажненности и продуктивности агросферы, определяющие природно-ресурсный потенциал территории России. Дополнительно в качестве индикатора изменений климата для анализа привлекаются тренды урожайности зерновых культур.

Рассматриваются основные признаки и характеристики строения динамометаморфических модификаций однолетнего морского льда. На основе лабораторных и натурных исследований предложена их структурная классификация, которая является логическим продолжением существующей структурно-генетической классификации морских льдов, кристаллическое строение которых формируется без активного внешнего силового воздействия.

Изучено воздействие аномалий потоков уходящей длинноволновой радиации на интенсивность выпавших осадков в Индийском регионе в период летней муссонной циркуляции. Показано, что отрицательные аномалии уходящей длинноволновой радиации соответствуют влажному индийскому муссону, а положительные аномалии - сухому.

Разработана методика пространственной детализации температуры и осадков, предназначенная для корректировки архивных данных, базирующаяся на учете топографических, отражательных и других свойств поверхности.

Приведены некоторые результаты исследований термодинамики слоя тропической тропопаузы и нижней стратосферы. Получены новые данные о мезомасштабной структуре полей ветра, температуры и влажности над континентальными районами тропической зоны.

Описана статистическая модель прогноза опасных явлений на примере сильных ветров и осадков. В качестве основного инструмента моделирования и предсказания явлений используется метод распознавания, основанный на прямой минимизации ошибок распознавания.

По данным реанализа исследуются антарктическое колебание и его связи с другими модами крупномасштабной циркуляции и колебаниями параметров климата. Приводятся оценки тенденций текущих изменений климата Антарктики. Рассматривается вопрос о правомерности использования данных реанализа в исследованиях климата и изменений климата Антарктики.

Климатология и долгопериодные изменения характеристик годового хода температуры воздуха над Европой исследованы в терминах амплитуд и фаз. Показано, что пространственное распределение амплитуд годового хода температуры воздуха хорошо отражает ослабление влияния Атлантического океана и усиление континентальности европейского климата в направлении с запада на восток.

Представлены результаты изучения условий выпадения замерзающих осадков в аэропорту Нижний Новгород по 20-летней выборке наземных наблюдений, данных радиозондирования и объективного анализа. Верхняя граница облаков оценивалась по данным радиозондирования. Найдено, что среднемесячная повторяемость замерзающих осадков, наблюдающихся с октября по февраль, не превышает 0, 44 процентов.

Использовался один из наиболее современных комплексов аппаратуры для исследований микрофизического строения облаков. Установлено, что облака состояли из нескольких слоев ограниченной горизонтальной протяженности. Преобладали кристаллы сферической формы. Обнаружено уменьшение их концентрации с уменьшением высоты.

Представлены радиолокационные характеристики облачности при шквале. Исследованы повторяемость максимальной высоты кучево-дождевой облачности при наличии шквала, высота нулевой изотермы, радиолокационная отражаемость на трех уровнях и максимальная отражаемость, комплексный критерий грозоопасности.

Рассматривается влияние туманов на оползневые процессы, которые являются прямыми поставщиками селевого материала. Представлены некоторые результаты расчетов по определению наиболее активной области спектра размеров частиц тумана, обусловливающих образование осадков.

На европейской территории России наблюдалось аномальное распределение температуры воздуха: на севере погода была теплее, на юге - холоднее обычной. Распределение количества осадков представлено на рисунке. В большинстве районов наблюдался дефицит осадков.

27 июля 2007 г. исполняется 80 лет ведущему ученому в области физики атмосферы и математического моделирования атмосферных процессов, заслуженному деятелю науки РФ, профессору, доктору физико-математических наук Игорю Леонидовичу Каролю.

4 июля 2007 г. исполнилось 100 лет со дня рождения Бориса Дмитриевича Успенского - одного из крупнейших советских ученых в области синоптической метеорологии, профессора, доктора физико-математических наук.

Особенностями температурного режима явилось то, что после колебаний температуры в первой и второй декадах в третьей декаде она повсеместно повысилась и установилась очень теплая погода: средняя суточная температура была на 5-10{0} C выше нормы.

Предложена простая аналитическая модель для расчета вертикальных движений, возникающих вследствие горизонтальной неоднородности коэффициента сопротивления.

Представлена разработанная одномерная термодинамическая модель эволюции торосистого образования. В рамках предложенной модели для характерных условий Арктического бассейна выполнен расчет относительных скоростей промерзания и таяния тороса в сравнении с ровным морским льдом.

Предложена модель перераспределения загрязняющих веществ в системе почва-атмосфера для случая локального загрязнения подстилающей поверхности. Вертикальная миграция загрязняющих веществ в почве описывается конвективно-диффузионным уравнением в сорбирующей среде в предположении о мгновенном установлении равновесия между фазами загрязняющих веществ в почве.

Противоградовая защита на основе ракетной технологии внесения реагента в облака функционирует в Республике Молдова более сорока лет. Приводятся концептуальные положения методики активного воздействия на градоопасные кучево-дождевые облака.

Обсуждаются результаты валидации модели регионального климата ГГО (МРК) с разрешением 50 км. Для задания боковых граничных условий использованы данные реанализа. Показано, что модель удовлетворительно воспроизводит поля давления на уровне моря и температуры для всех сезонов и в целом за год.

14 марта исполнилось 50 лет Николаю Александровичу Калинину - заведующему кафедрой метеорологии и охраны атмосферы Пермского государственного университета, доктору географических наук, профессору.

Средние значения общего содержания озона (ОСО) были ниже средних многолетних значений за 1974-1984 гг., хотя и не намного. В таблице приведены данные об аномальных отклонениях от нормы ежедневных значений ОСО.

Отмечены особенности температурного режима и атмосферной циркуляции в феврале. В ряде городов были перекрыты абсолютные максимумы температуры. Наиболее сильные осадки отмечались в первой половине месяца.

Предложен новый способ сбора сухих аэрозолей в приземном слое воздуха в лесных экосистемах. Приводятся результаты экспериментальной проверки эффективности новой методики.

Дана оценка агроклиматических ресурсов производства фундука. Представлена карта, характеризующая площади с разной влагообеспеченностью этой культуры.

Выполнен анализ результатов расчетов крупномасштабных математических моделей эволюции морского ледяного покрова. Особое внимание уделено формализации термического воздействия атмосферы на эволюцию ледяного покрова.

Детально рассмотрены в пространственной и временной последовательности синоптические, аэрологические, спутниковые и радиолокационные данные в связи с опасными для авиации явлениями погоды в Донбассе 22 августа 2006 г.

Рассматривается циклоническая и антициклоническая деятельность. Анализируются траектории перемещения барических образований разного генезиса и их повторяемость.

На основе обобщения эмпирических данных проведен диагноз климатических изменений в прошедшем столетии. Рассмотрено возмущающее воздействие межгодовой неравномерности угловой скорости вращения Земли на барическое поле, атмосферную циркуляцию и радиационный баланс климатической системы.

24 апреля 2007 г. исполнилось 100 лет со дня рождения крупнейшего российского актинометриста Юрия Дмитриевича Янишевского, который внес неоценимый вклад в создание отечественной актинометрической сети.

В ряде городов максимальная температура в отдельные дни достигала и превышала рекордные значения за всю историю метеорологических наблюдений. Небольшой снежный покров высотой 2-5 см образовался в большинстве районов лишь 20-22 января. Причиной столь теплого начала зимы стали особенности атмосферной циркуляции.

Обобщены результаты измерений pH на сети мониторинга загрязнения и закисления снежного покрова. Выявлены зоны наиболее частого проявления закисления снега.

Результаты исследований pH снежного покрова 2005 г. отличались от ранее полученных данных меньшими значениями кислотно-щелочного показателя. Синоптический анализ показал, что причиной кислотных осадков мог являться трансграничный перенос загрязняющих веществ из центральных районов Китая.

Рассчитаны эмпирические распределения осадки ровного льда разного возраста для начала осеннего сезона. Эмпирические распределения аппроксимированы аналитическими выражениями. Получены средние значения осадки ровного двухлетнего и многолетнего льда.

Приведено описание численной модели перераспределения сплоченности и толщины дрейфующего льда в осенний, зимний и весенний периоды. Представлены результаты авторских испытаний методики и оценка обеспеченности и эффективности метода на основе сравнения результатов расчета со средними многолетними данными и данными ледовых авиаразведок.

По данным новых высокоточных измерений потоков приходящей коротковолновой радиации рассчитаны ошибки существующих параметризаций коротковолновой радиации. Показано, что наибольшие ошибки наблюдаются при большом количестве облаков.

Предложены способы устранения систематических погрешностей измерения твердых осадков в арктических широтах для трех разных национальных методов измерения осадков в России, в США (на Аляске) и в Канаде. Особенности методов корректировки в этих странах обусловлены следующими причинами: различиями в конструкции приборов; различиями в методике наблюдений; различиями в климатических условиях; различиями в содержании архивов исходных данных.

На основе климатических данных и данных реанализа проведены оценки вклада тропических циклонов (ТЦ) в потоки тепла, влаги, импульса и механической энергии ветра над морями. Отмечено значительное динамическое воздействие ТЦ на верхний слой воды, при котором поток механической энергии ветра превышает фоновые среднемесячные значения в 10 раз и более.