Среднегодовое количество осадков атмосферных. Атмосферные осадки и явления. Атмосферные осадки - это

Конец формы

72 Начало формы

С помощью карты сравните среднегодовое количество атмосферных осадков в точках, обозначенных на карте цифрами 1, 2, 3. Расположите эти точки в порядке увеличения количества осадков, выпадающих в них.

Среднее годовое количество атмосферных осадков (мм)

Конец формы

73 Начало формы В каком из перечисленных высказываний содержится информация о климате территории? 1) До конца текущей недели в Красноярском крае сохранятся сильные морозы. 2) Лето в Якутске жаркое, а зима, напротив, очень морозная, малоснежная. 3) В ближайшие дни атлантический циклон принесёт потепление и атмосферные осадки в Уральский регион. 4) Прошедшие на этой неделе в Москве снегопады стали одними из самых сильных за эту зиму. Конец формы

74 Начало формы В каком из перечисленных высказываний содержится информация о климате территории? 1) В конце недели в Иркутской области температура ночью будет понижаться до –51С°. 2) Вчера в Москве день был жаркий и безоблачный, но ночью опустился туман и выпала роса. 3) Летом муссоны приносят большое количество атмосферных осадков на территорию страны. 4) Изменение температуры воздуха на побережье завтра будет сопровождаться изменением направления ветра и выпадением атмосферных осадков. Конец формы

Начало формы

75 Начало формы

Начало формы

Определите, какое атмосферное давление будет наблюдаться на вершине горы высотой 700 метров, если у её подножья его значение составляет 760 мм рт. столба и известно, что давление изменяется на 10 мм на каждые 100 м. Ответ запишите в виде числа.

76Начало формы

Повышенное атмосферное давление характерно для погодных условий территорий, находящихся под влиянием

1) циклонов

2) антициклонов

3) холодных атмосферных фронтов

4) тёплых атмосферных фронтов

78Начало формы

В каком из обозначенных на рисунке буквами пунктов будет выпадать наименьшее количество атмосферных осадков?

1) А 2) В 3) С 4) D

79Конец формы

Начало формы

Приведите пример климатического пояса, в пределах которого в течение года сменяются два типа воздушных масс.

Конец формы

Конец формы

81 Начало формы

Приведите пример климатического пояса, в пределах которого круглый год господствуют воздушные массы одного и того же типа.

Конец формы

Конец формы

Конец формы

84 Начало формы Определите, какое атмосферное давление будет на вершине горы, обозначенной на рисунке буквой А, если у подножия горы его значение составляет 760 мм рт.ст., и известно, что атмосферное давление понижается на 10 мм на каждые 100 м. Ответ запишите в виде числа. Конец формы

85 Начало формы

Определите, какая температура воздуха будет на вершине горы, обозначенной на рисунке буквой А , если у подножия горы её значение составляет 12 °С, и известно, что температура воздуха понижается на 0,6°С на каждые 100 м. Ответ запишите в виде числа.

Конец формы

Конец формы

87 Начало формы Атмосферное давление на вершине горы в точке, обозначенной на рисунке буквой А, составляет 690 мм рт.ст. Определите относительную высоту точки А (в метрах), если известно, что атмосферное давление в точке Б у подножия горы составляет 750 мм, а также, что атмосферное давление понижается на 10 мм на каждые 100 м подъема. Ответ запишите в виде числа. Конец формы

Конец формы

Конец формы

Конец формы

Конец формы

281C9D

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Начало формы

Конец формы

Пункт А

На территории России, за исключением крупных островов Северного Ледовитого океана, в среднем выпадает 9653 км3 осадков, которые условно могли бы покрыть ровную поверхность сушу слоем 571 мм. Из этого количества на испарение затрачивается 5676 км3 (336 мм) осадков.

Сезонные и годовые осадки представляют собой средние из месячных сумм за месяцы рассматриваемого сезона/года. Временные ряды осадков приведены за период 1936–2007 гг., в течение которого основная сеть метеорологических наблюдений на территории России уже существенно не менялась и не могла серьезно влиять на межгодичные колебания пространственно осредненных величин. На всех временных рядах показаны тенденции (линейные тренды) изменений за период 1976–2007 гг., которые больше других характеризуют антропогенные изменения современного климата.

Отметим сложный характер межгодичных колебаний количества осадков, особенно с середины 60-х гг. ХХ в. Можно выделить периоды увеличения осадков – до 60-х и после 80-х гг., а между ними примерно два десятилетия разнонаправленных флуктуаций.

В целом по территории России и в ее регионах (кроме Приамурья и Приморья) отмечается некоторое увеличение средних годовых осадков, наиболее заметное в Западной и Средней Сибири. Тренд среднегодовых осадков за 1976-2007 гг. в среднем по России составляет 0,8 мм/месяц/10 лет и описывает 23% межгодичной изменчивости.

В среднем для России наиболее заметной особенностью является рост весенних осадков (1,74 мм/месяц/10 лет, вклад в дисперсию 27%), по-видимому, за счет сибирских регионов и европейской территории. Еще один заметный факт – убывание зимних и летних осадков в Восточной Сибири, летних и осенних – в Приамурье и Приморье, которое, однако, не проявилось в тенденциях осадков для России в целом, так как компенсировалось ростом осадков в Западной Сибири.

В период 1976 – 2007 гг. на территории России в целом и во всех ее регионах (кроме Приамурья и Приморья) в изменениях годовых сумм осадков отмечалась тенденция к их увеличению, хотя по величине эти изменения были небольшими. Наиболее существенные сезонные особенности: рост весенних осадков в регионе Западная Сибирь и убывание зимних осадков в регионе Восточная Сибирь.

Дата публикования: 2015-01-26; Прочитано: 1254 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Осадки в России

На территории России, за исключением крупных островов Северного Ледовитого океана, в среднем выпадает 9653 км3осадков, которые условно могли бы покрыть ровную поверхность сушу слоем 571 мм. Из этого количества на испарение затрачивается 5676 км3 (336 мм) осадков.

В формировании годовых сумм атмосферных осадков обнаруживаются четко выраженные закономерности, характерные не только для конкретных территорий, но и для страны в целом. В направлении с запада на восток происходит последовательное уменьшение количества атмосферных осадков, наблюдается их зональное распределение, которое изменяется под воздействием рельефа местности и теряет свою четкость на востоке страны.

Во внутригодовом распределении на большей части страны наблюдается преобладание осадков летнего периода. В годовом разрезе наибольшее количество осадков приходится на июнь, наименьшее – на вторую половину зимы. Преобладание осадков холодного периода характерно в основном для юго-западных районов – Ростовской, Пензенской, Самарской областей, Ставропольского края, низовьев р. Терека.

В июне-августе (календарные летние месяцы) на европейской территории выпадает более 30% годового слоя осадков, в Восточной Сибири – 50%, в Забайкалье и бассейне р. Амура – 60–70%. Зимой (декабрь-февраль) в европейской части выпадает 20–25% осадков, в Забайкалье – 5%, Якутии – 10%.
Осенние месяцы (сентябрь-октябрь) отличаются относительно равномерным распределением осадков по всей территории (20–30%). Весной (март-май) от западных границ до р. Енисея выпадает до 20% годового количества осадков, восточнее р. Енисея – в основном 15–20%. Наименьшее количество осадков в это время наблюдается в Забайкалье (около 10%).
Самое общее представление о характере изменений атмосферных осадков на территории РФ во второй половине ХХ и начале XXI столетия дают временные ряды пространственно осредненных средних годовых и сезонных аномалий атмосферных осадков.

В одной и той же климатической зоне влияние на продуктивность лесов грунтовых вод, особенно глубины их залегания, может быть разным в зависимости от состава насаждений, рельефа, почвы, ее физических свойств и др.

Снегопад в России. Фото: Peter

Решающее значение для лесного и сельского хозяйства имеет не общее годовое количество осадков, а распределение их по временам года, месяцам, декадам и характер самих осадков.
На обширной территории России атмосферные осадки выпадают главным образом в летнее время. Осадки в виде снега на севере (Архангельская область) составляют около 1/3, а на юге (Херсон) – около 10% общего годового количества осадков.

По степени обеспеченности влагой принято деление территории России на следующие зоны: избыточного, неустойчивого и недостаточного увлажнения. Эти зоны совпадают с растительными зонами – тайгой, лесостепью и степью. Область недостаточного увлажнения принято называть в лесном хозяйстве областью сухого лесоводства. К ней относятся Куйбышевская, Оренбургская, Саратовская и Вологодская области, а также некоторые районы Украины, Алтайского края, среднеазиатских республик. В лесостепной полосе влага является решающим фактором успеха лесовозобновления.

Недостаток влаги, особенно в течение вегетационного периода, накладывает глубокий отпечаток на всю растительность и, в частности, на лесную.
Так, в Грузии, в районе Боржоми, распространены буковые, сосновые и еловые леса, роскошные высокотравные субальпийские луга в связи с влажным климатом. Горный хребет Цхра-Цхаро резко отграничивает этот район, и по другую его сторону расположены безлесные пространства из-за малого количества осадков и летних засух (П. М. Жуковский).
В европейской части России осадки постепенно убывают от западных границ до Средней и Нижней Волги.

В результате на западе на огромной площади расположены разнообразные леса и большие лесные болота, на юго-востоке простирается степь, переходящая в пустыню. Поэтому сумма годовых осадков без данных о периодичности их выпадения, особенно в течение вегетации, без учета почвенных и других природных условий, требовательности пород к влаге, числа деревьев на единице площади является малоценным показателем для определения режима влажности, для появления леса, его роста и развития.
Даже в одной и той же местности при одинаковом характере недостатка осадков, например в лесостепи на песчаных почвах дюнных всхолмлений Бузулукского бора, насаждения могут страдать от недостатка влаги, а на песчаных почвах равнинного рельефа не испытывать недостатка влаги.
Длительные летние засушливые периоды способствуют изменению почвенного лесного покрова, вызывают опадание листьев, плодов, суховершинность и усыхание деревьев в лесу. После продолжительных засух отмирание деревьев может продолжаться в течение нескольких последующих лет и оказывать воздействие на структуру древостоев, взаимоотношения пород.

Самые сухие места в России - межгорные котловины Алтая (Чуйская степь) и Саян (Убсунурская котловина). Годовая сумма осадков здесь едва превышает 100 мм. Влажный воздух не доходит до внутренних частей гор. Более того, опускаясь вдоль склонов в котловины, воздух нагревается и ещё больше иссушается.
Обратим внимание, что места как с минимальным, так и с максимальным количеством осадков расположены в горах. При этом максимальное количество осадков выпадает на наветренных склонах горных систем, а минимальное - в межгорных котловинах.

Коэффициент увлажнения. 300 мм осадков - много это или мало? Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. Такое количество осадков характерно, например, и для северной, и для южной части Западно-Сибирской равнины. При этом на севере территория явно переувлажнена, о чём свидетельствует сильная заболоченность; а на юге распространены сухие степи - проявление дефицита влаги. Таким образом, при одинаковом количестве осадков условия увлажнения оказываются принципиально различными.
Для того чтобы оценить, сухой климат в данном месте или влажный, необходимо учитывать не только годовое количество осадков, но и испаряемость.

Где на территории России выпадает наименьшее и где наибольшее количество осадков сколько и почему?

1. На территории России, за исключением крупных островов Северного Ледовитого океана, в среднем выпадает 9653 км3 осадков, которые условно могли бы покрыть ровную поверхность сушу слоем 571 мм.

   Из этого количества на испарение затрачивается 5676 км3 (336 мм) осадков.
   В формировании годовых сумм атмосферных осадков обнаруживаются четко выраженные закономерности, характерные не только для конкретных территорий, но и для страны в целом (рис. 1.4). В направлении с запада на восток происходит последовательное уменьшение количества атмосферных осадков, наблюдается их зональное распределение, которое изменяется под воздействием рельефа местности и теряет свою четкость на востоке страны.
   Во внутригодовом распределении на большей части страны наблюдается преобладание осадков летнего периода. В годовом разрезе наибольшее количество осадков приходится на июнь, наименьшее на вторую половину зимы. Преобладание осадков холодного периода характерно в основном для юго-западных районов Ростовской, Пензенской, Самарской областей, Ставропольского края, низовьев р. Терека.
   В июне-августе (календарные летние месяцы) на европейской территории выпадает более 30% годового слоя осадков, в Восточной Сибири 50%, в Забайкалье и бассейне р. Амура 6070%. Зимой (декабрь-февраль) в европейской части выпадает 2025% осадков, в Забайкалье 5%, Якутии 10%.
   Осенние месяцы (сентябрь-октябрь) отличаются относительно равномерным распределением осадков по всей территории (2030%). Весной (март-май) от западных границ до р. Енисея выпадает до 20% годового количества осадков, восточнее р. Енисея в основном 1520%. Наименьшее количество осадков в это время наблюдается в Забайкалье (около 10%).
   Самое общее представление о характере изменений атмосферных осадков на территории РФ во второй половине ХХ и начале XXI столетия дают временные ряды пространственно осредненных средних годовых и сезонных аномалий атмосферных осадков.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

1. Факторы климатообразования.

2. Климатические условия сезонов года. Соотношение тепла и влаги.

3. Климатические пояса и области.

Факторы климатообразования

Климат России, как и любого региона, формируется под воздействием целого ряда климатообразующих факторов. Основными климатообразующими факторами являются: солнечная радиация (географическая широта), циркуляция воздушных масс, близость к океанам, рельеф, подстилающая поверхность и др.

Солнечная радиация является основой поступления тепла к земной поверхности. Чем дальше от экватора, тем меньше угол падения солнечных лучей, тем соответственно меньше солнечная радиация. Количество солнечной радиации, поступающей на поверхность, и ее внутригодовое распределение определяется широтным положением страны. Россия расположена между 77° и 41° с.ш., а основная ее часть между 70° и 50° с.ш. Большая протяженность территории с севера на юг определяет значительные различия годовой суммарной радиации между севером и югом страны. Наименьшая годовая суммарная радиация характерна для полярных островов Арктики и района Варангер-фьорд (здесь еще добавляется большая облачность). Наибольшей годовая суммарная солнечная радиация становится на юге, на Таманском полуострове, в Крыму и в Прикаспии. В целом годовая суммарная радиация увеличивается с севера на юг России примерно в два раза.

Большое значение в обеспечении тепловыми ресурсами имеют атмосферные циркуляционные процессы. Циркуляция протекает под воздействием барических центров, меняющихся по сезонам года, что, безусловно, влияет на господствующие ветра. Однако на большей части России преобладающими являются западные ветры, с которыми связана основная масса осадков. Для России характерны три типа воздушных масс: 1) умеренные; 2) арктические; 3) тропические. Все они подразделяются на два подтипа: морские и континентальные. Эти различия особенно заметны для умеренных и тропических воздушных масс. Над большей частью России весь год господствуют умеренные воздушные массы. Континентальные умеренные массы формируются непосредственно над территорией России.

Такой воздух сухой, холодный зимой и очень теплый летом. Морской умеренный воздух поступает из Северной Атлантики, в восточные районы страны он поступает с Тихого океана. Такой воздух влажный, зимой он теплый, а летом прохладный. При продвижении с запада на восток морской воздух трансформируется и приобретает черты континентального.

На климатические особенности южной половины России иногда оказывает влияние тропический воздух. Местный континентальный тропический воздух формируется над Средней Азией и южным Казахстаном, а также при трансформации воздуха умеренных широт над Прикаспием и Закавказьем. Такой воздух очень сух, сильно запылен и имеет высокие температуры. Морской тропический воздух проникает со Средиземноморья (на европейскую часть России и Кавказ) и из центральных районов Тихого океана (в южные регионы Дальнего Востока). Он влажный и относительно теплый.

Арктический воздух формируется над Северным Ледовитым океаном, под его влиянием часто находится северная половина России, особенно Сибирь. Этот воздух сухой, очень холодный и прозрачный. Менее холодным и более влажным является воздух, формирующийся над Баренцевым морем (морской арктический воздух).

При соприкосновении различных воздушных масс возникают атмосферные фронты, климатообразующее значение которых состоит в увеличении облачности, осадках и усилении ветра. Весь год территория России подвержена влиянию циклонов и антициклонов, которые определяют погодные условия. На климат России оказывают влияние следующие барические центры: Исландский и Алеутский минимумы; Азорский и Арктический максимумы; Азиатский максимум (только зимой).

Влияет на климат и удаленность от океанов; т.к. на большей части территории России господствуют западные ветры, то основное влияние на климат страны оказывает Атлантический океан. Его воздействие ощущается вплоть до Байкала и Таймыра. С продвижением на восток от западных границ России зимние температуры быстро понижаются, а количество осадков в целом убывает. Влияние Тихого океана сказывается преимущественно в приморской полосе Дальнего Востока, чему в немалой степени способствует рельеф.

Рельеф оказывает существенное влияние на климат. Размещение гор по востоку и югу Сибири, открытость к северу и западу обеспечивают влияние северной Атлантики и Северного Ледовитого океана на большую часть территории России. Воздействие Тихого океана экранируется (загораживается) орографическими барьерами. Заметно различаются климатические условия на равнинах и в горных районах. В горах климат изменяется с высотой. Горы "обостряют" циклоны. Наблюдаются различия на наветренных и подветренных склонах, а также межгорных котловинах.

Влияет на климат и характер подстилающей поверхности. Так, снежная поверхность отражает до 80-95% солнечной радиации. Различную отражательную способность имеет и растительность, а также грунты, их цвет, влажность и т.п. Слабо отражают солнечные лучи леса, в особенности хвойные (примерно 15%). Наименьшим альбедо обладает влажная свежевспаханная черноземная почва (менее 10%).

Климатические условия сезонов года.

Соотношение тепла и влаги

Климатические условия зимой

Зимой радиационный баланс на всей территории страны отрицательный. Наибольшие значения суммарной солнечной радиации наблюдаются зимой на юге Дальнего Востока, а также юге Забайкалья. К северу радиация быстро убывает за счет более низкого положения Солнца и сокращения продолжительности дня. Севернее полярного круга устанавливается полярная ночь (на широте 70° полярная ночь длится около 53 суток). Над югом Сибири и северной Монголии формируется Азиатский максимум, от которого отходят два отрога: на северо-восток к Оймякону; другой – на запад к Азорскому максимуму – ось Воейкова. Эта ось играет важную роль климатораздела. К югу от нее (юг Русской равнины и Предкавказья) дуют холодные северо-восточные и восточные ветры. К северу от оси дуют западные и юго-западные ветры. Западный перенос усиливается еще и за счет Исландского минимума, ложбина которого доходит до Карского моря. С этими ветрами поступает относительно теплый и влажный воздух с Атлантики. Над территорией северо-востока в условиях котловинного рельефа и минимума солнечной радиации зимой формируется очень холодный арктический воздух. У берегов Камчатки существует Алеутский минимум, где давление понижено. Здесь, на восточной окраине России, область низкого давления располагается в непосредственной близости от северо-восточного отрога Азиатского максимума, поэтому образуется высокий градиент давления и холодные ветры с континента устремляются на берега морей Тихого океана (зимний муссон).

Январские изотермы над территорией России проходят субмеридионально. Изотерма -4°С проходит через Калининградскую область. Близ западных границ компактной территории России проходит изотерма -8°С, к югу она отклоняется восточнее Астрахани. Через Нижегородскую область проходит изотерма -12°С, а за Уралом -20°С. Над Средней Сибирью изотермы -30°С и -40°С, в котловинах Северо-Востока Сибири изотерма -48°С (абсолютный минимум -71°С). В Предкавказье изотермы искривляются и средние температуры изменяются от -5°С до -2°С. Теплее положенного зимой на Кольском полуострове – около -8°С, чему способствует теплое Нордкапское течение. На Дальнем Востоке ход изотерм повторяет очертания берегов. Вдоль Курильской гряды проходит изотерма -4°С, вдоль восточного побережья Камчатки -8°С, а вдоль западного -20°С; в Приморье -12°С. Наибольшее количество осадков выпадает на Камчатке и на Курилах, их приносят циклоны с Тихого океана. На большей части территории России зимой осадки поступают с Атлантического океана, соответственно и количество осадков убывает в целом с запада на восток. Но много осадков бывает и на юго-западных склонах Кавказа, благодаря Средиземноморским циклонам. Зимние осадки в России выпадают почти везде, преимущественно в твердом виде, и везде образуется снежный покров. Наименьшая продолжительность его залегания на равнинах в Предкавказье (чуть более месяца), а на юге Приморья – более трех месяцев. Далее к северу и востоку продолжительность залегания снежного покрова увеличивается и достигает максимума на Таймыре – около 9 месяцев в году. И только на Черноморском побережье Кавказа устойчивый снежный покров не образуется. Наименьшая высота снежного покрова в Прикаспии – около 10см. В Калининградской области, на юге Русской равнины, в Забайкалье – около 20 см. На большей части территории страны высота снега колеблется от 40см до 1 метра. А наибольшая его высота наблюдается на Камчатке – до 3 метров.

Климатические условия летом

Летом резко возрастает роль солнечной радиации. Наибольших значений радиация достигает в Прикаспии и на Черноморском побережье Кавказа. К северу количество солнечной радиации незначительно убывает, так как к северу увеличивается долгота дня. В заполярье стоит полярный день. Летом радиационный баланс на всей территории страны положительный.

Июльские изотермы проходят субширотно. На самых северных островах температура близка к нулю, на побережье арктических морей + 4° +8°С, у полярного круга температура воздуха достигает уже +10° +13°С. Южнее нарастание температуры идет более плавно. Максимального значения среднеиюльская температура достигает в Прикаспии и Восточном Предкавказье: + 25°С.

Летом суша прогревается и над югом Сибири, атмосферное давление понижается. В связи с этим арктический воздух устремляется вглубь материка, при этом он трансформируется (прогревается). Со стороны Гавайского максимума воздух направляется к Дальнему Востоку, порождая летний муссон. Отрог Азорского максимума заходит на Русскую равнину, западный перенос при этом сохраняется. Летом почти на всей территории России выпадает максимум осадков. В целом, количество осадков летом убывает с запада на восток, от 500 мм в Калининградской области до 200 мм в Центральной Якутии. На Дальнем Востоке их количество вновь увеличивается, в Приморье – до 800 мм. Много осадков выпадает на склонах Западного Кавказа – до 1500 мм, минимум их приходится на Прикаспийскую низменность – 150 мм.

Амплитуда среднемесячных температур января и июля увеличивается с запада от Балтики на восток до Тихого океана. Так, в Калининградской области амплитуда составляет 21°С, в Нижегородском Правобережье 31°С, в Западной Сибири 40°С, в Якутии 60°С. Причем увеличение амплитуды идет в основном за счет нарастания суровости зим. В Приморье амплитуда вновь начинает уменьшаться – до 40°С, а на Камчатке – до 20°С.

Годовое количество осадков резко различается на равнинах и в горах. На равнинах наибольшее количество осадков выпадает в полосе 55°с.ш. – 65°с.ш., здесь уменьшение осадков идет от 900 мм в Калининградской области до 300 мм в Якутии. На Дальнем Востоке вновь наблюдается увеличение осадков до 1200 мм, а на юго-востоке Камчатки – до 2500 мм. При этом на возвышенных частях рельефа увеличение осадков происходит практически везде. К северу и югу от средней полосы количество осадков убывает: в Прикаспии и тундрах Северо-Востока Сибири до 250 мм. В горах, на наветренных склонах, годовое количество осадков возрастает до 1000 – 2000 мм, а их максимум наблюдается на юго-западе Большого Кавказа – до 3700 мм.

Обеспеченность территории влагой зависит не только от осадков, но и от испаряемости. Она возрастает с севера на юг вслед за увеличением солнечной радиации. Соотношение тепла и влаги – важный климатический показатель, его выражают коэффициентом увлажнения (отношение годового количества осадков к испаряемости). Оптимальное соотношение тепла и влаги наблюдается в лесостепной зоне. К югу дефицит влаги нарастает и увлажнение становится недостаточным. На севере страны увлажнение избыточное.

Климатические пояса и области

Россия расположена в трех климатических поясах: арктическом, субарктическом и умеренном. Пояса отличаются друг от друга радиационным режимом и господствующими воздушными массами. В пределах поясов формируются климатические области, отличающиеся друг от друга соотношением тепла и влаги, суммой температур периода активной вегетации, режимом осадков.

Арктический пояс охватывает почти все острова Северного Ледовитого океана и северное побережье Сибири. Весь год здесь господствуют арктические воздушные массы. Зимой наблюдается полярная ночь и солнечная радиация отсутствует. Средние температуры января изменяются от -20°С на западе до -38°С на востоке, в июле температура изменяется от 0°С на островах до +5°С на побережье Сибири. Осадков выпадает от 300 мм на западе до 200 мм на востоке, и лишь на Новой Земле, в горах Бырранга и на Чукотском нагорье, до 500 мм. Осадки выпадают преимущественно в виде снега, а летом иногда и в виде моросящих дождей.

Субарктический пояс расположен к югу от арктического, он проходит по северу Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин, при этом не выходя за южные границы полярного круга. В Восточной Сибири субарктический пояс простирается значительно дальше на юг – до 60°с.ш. Зимой в этом поясе господствует арктический воздух, а летом – умеренный. На западе, на Кольском полуострове, климат субарктический морской. Средние температуры зимой всего -7°С -12°С, а летом +5°С +10°С. Осадков выпадает до 600 мм в год. К востоку континентальность климата нарастает. В котловинах Северо-Восточной Сибири средняя январская температура падает до -48°С, но к побережью Тихого океана становится теплее более чем в 2 раза. Летние температуры изменяются от +5°С на Новой Земле до +14°С вблизи южной границы пояса. Осадков выпадает 400-450 мм, но в горных районах их количество может увеличиваться до 800 мм.

Умеренный пояс охватывает остальную, большую, часть страны. Весь год здесь преобладают умеренные воздушные массы. В умеренном поясе хорошо выражены сезоны года. В пределах этого пояса наблюдаются существенные различия в соотношении тепла и влаги – как с севера на юг, так и с запада на восток. Изменение климатических особенностей с севера на юг связано с радиационными условиями, а с запада на восток – с циркуляционными процессами. В пределах умеренного пояса выделяют 4 климатические области, в которых соответственно формируются 4 типа климата: умеренно-континентальный, континентальный, резко континентальный, муссонный.

Умеренно-континентальный климат характерен для европейской части России и Предуралья. Здесь часто господствует воздух Атлантики, поэтому зимы несуровые, нередко бывают оттепели. Средняя январская температура изменяется от -4°С на западе до -25°С на востоке, а средняя июльская – от +13°С на севере до +24°С на юге. Осадков выпадает от 800-850 мм на западе до 500-400 мм на востоке. Большая часть осадков приходится на теплый период.

Континентальный климат характерен для Западной Сибири и Прикаспия. Здесь преобладает континентальный воздух умеренных широт. Поступающий с Атлантики воздух, проходя над Русской равниной, трансформируется. Средняя температура зимой в Западной Сибири -20°С -28°С, в Прикаспии – около -6°С. Летом в Западной Сибири бывает от +15°С на севере до +21°С на юге, в Прикаспии – до +25°С. Осадков выпадает 400-500 мм, в Прикаспии не более 300 мм.

Резко континентальный климат характерен для умеренного пояса Средней Сибири и Забайкалья. Весь год здесь господствует континентальный воздух умеренных широт. Средние температуры зимой составляют -30°С -45°С, а летом +15°С +22°С. Осадков выпадает 350-400 мм.

Муссонный климат свойственен для восточной окраины России. Зимой здесь господствует холодный сухой воздух умеренных широт, а летом влажный – с Тихого океана. Средние температуры зимой изменяются от -15°С на островах до -30°С в материковой части региона. Средние температуры летом меняются от +12°С на севере до +20°С на юге. Осадков выпадает до 1000 мм (на Камчатке в 2 раза больше), все осадки приходятся в основном на теплый период года.

В горных районах формируются особые, горные, типы климата. В горах увеличивается солнечная радиация, но температура с высотой падает. Для горных районов характерны температурные инверсии, а также горно-долинные ветры. В горах больше выпадает осадков, особенно на наветренных склонах.

Природа России

Учебник по географии для 8 класса

§ 10. Типы климатов России

Закономерности распределения тепла и влаги на территории нашей страны . Огромная протяженность территории нашей страны и расположение в нескольких климатических поясах приводят к тому, что в разных районах страны сильно отличаются температуры января и июля, годовое количество осадков.

Рис. 35. Средние температуры января

Так, средние температуры января составляют 0…-5°С на крайнем западе европейской части (Калининград) и в Предкавказье и -40…-50°С в Якутии. Температуры июля наблюдаются от -1°С на северном побережье Сибири до +24…+25°С на Прикаспийской низменности.

По рисунку 35 определите, где в нашей стране расположены районы с наиболее низкой и с наиболее высокой температурами января. Найдите наиболее холодные районы, объясните, почему они расположены именно там.

Проанализируем карты средних изотерм января и июля на территории России. Обратите внимание на то, как они проходят. Изотермы января располагаются не в широтном направлении, а с северо-запада на юго-восток. Изотермы июля, напротив, близки к широтному направлению.

Чем можно объяснить такую картину? Известно, что распределение температуры зависит от подстилающей поверхности, количества солнечной радиации, циркуляции атмосферы. Интенсивное выхолаживание поверхности нашей страны в зимний период приводит к тому, что наиболее низкие зимние температуры наблюдаются во внутренних, не доступных отепляющему влиянию Атлантики районах и районах Средней и Северо-Восточной Сибири.

Средние месячные температуры июля положительны на всей территории России.

Летние температуры имеют огромное значение для развития растений, для почвообразования, для типов сельского хозяйства.

По рисунку 36 определите, как проходит июльская изотерма +10°С. Сопоставив физическую и климатическую карты, объясните причину отклонения изотермы к югу в ряде районов страны. Какая июльская изотерма проходит в южной части умеренного нояса? С какими причинами связано замкнутое положение изотерм на юге Сибири и севере Дальнего Востока?

Рис. 36. Средние температуры июля

Распределение осадков на территории нашей страны связано с циркуляцией воздушных масс, особенностями рельефа, а также температурой воздуха. Анализ карты, показывающей годовое распределение осадков, полностью подтверждает это. Основным источником влаги для нашей страны является влажный воздух Атлантики. Наибольшее количество осадков на равнинах выпадает между 55° и 65° с. ш.

Крайне неравномерно распределено по территории нашей страны количество выпадающих осадков. Решающими факторами при этом являются близость или удаленность от моря, абсолютная высота места, расположение горных хребтов (задерживающих влажные воздушные массы или не препятствующие их продвижению).

Рис. 37. Годовое количество осадков

Наибольшее количество осадков в России выпадает в горах Кавказа и Алтая (более 2000 мм в год), на юте Дальнего Востока (до 1000 мм), а также в лесной зоне Восточно-Европейской равнины (до 700 мм). Минимальное количество осадков приходится на полупустынные районы Прикаспийской низменности (около 150 мм в год).

По карте (рис. 37) проследите, как в пределах полосы 55-65° с. ш. изменяется годовое количество осадков при движении с запада на восток. Сопоставьте карту распределения осадков по территории России с физической картой и объясните, почему количество выпадающих осадков уменьшается по мере движения на восток, почему западные склоны Кавказа, Алтая, Урала получают наибольшее количество осадков.

Но годовое количество осадков еще не дает полного представления о том, как территория обеспечена влагой, поскольку часть атмосферных осадков испаряется, часть просачивается в почву.

Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения (К), показывающий отношение годовой суммы осадков к испаряемости на этот же период: К = О/И.

Испаряемость - это количество влаги, которое может испариться с поверхности при данных атмосферных условиях. Измеряется испаряемость в мм слоя воды.

Испаряемость характеризует возможное испарение. Фактическое же испарение не может превышать годовую сумму осадков, выпадающих в данном месте. Например, в пустынях Прикаспия испарение составляет 300 мм в год, хотя испаряемость здесь, в условиях жаркого лета, в 3-4 раза выше.

Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. При коэффициенте увлажнения, равном единице, увлажнение считается достаточным. Достаточное увлажнение характерно для южной границы лесной и северной границы лесостепной зоны.

В зоне степей, где коэффициент увлажнения меньше единицы (0,6-0,7), увлажнение считается недостаточным. В Прикаспии, в зоне полупустынь и пустынь, где К = 0,3, увлажнение скудное.

Но в некоторых районах страны К > 1, то есть количество выпадающих осадков превышает испаряемость. Такое увлажнение называется избыточным. Избыточное увлажнение типично для тайги, тундры, лесотундры. В этих районах много рек, озер, болот. Здесь в процессах рельефообразования велика роль водной эрозии. В районах с недостаточным увлажнением реки и озера мелководны, часто пересыхают летом, растительность более скудная, а в рельефообразовании преобладает ветровая эрозия.

Рис. 38. Испарение и испаряемость

По карте (рис. 38) определите, в каких районах вашей страны испаряемость минимальная, в каких - максимальная. В тетрадях запишите эти цифры.

Типы климатов России . На территории России формируются разные типы климатов. Для каждого из них характерны такие наиболее общие черты, как температурный режим, режим осадков, преобладающие типы погод по сезонам года. В пределах одного и того же типа климата количественные показатели каждого элемента могут существенно изменяться, что позволяет выделить климатические области. Особенно велики зональные изменения (различия) в самом большом климатическом поясе России - умеренном: от климата тайги до климата пустынь, от морского климата побережий до резко континентального внутри материка на той же широте.

По картам определите, в каком из климатических поясов располагается основная часть территории России, какие климатические пояса занимают в нашей стране наименьшую площадь.

Арктический климат характерен для островов Северного Ледовитого океана и его сибирских побережий, где расположены зоны арктических пустынь и тундр. Здесь поверхность получает очень мало солнечного тепла. В течение всего года господствует холодный арктический воздух. Суровость климата усиливается из-за длинной полярной ночи, когда на поверхность не поступает солнечная радиация. Господствуют антициклоны, что удлиняет зиму и сокращает остальные сезоны года до 1,5-2 месяцев. В этом климате практически два сезона года: долгая холодная зима и короткое прохладное лето. С прохождением циклонов связаны ослабление морозов и снегопады. Средние температуры января -24…-30°С. Летние температуры низкие: +2…+5°С. Количество осадков ограничивается 200-300 мм в год. Выпадают они преимущественно в зимнее время в виде снега.

Субарктический климат характерен для территорий, расположенных за полярным кругом на Русской и Западно-Сибирской равнинах. В районах Восточной Сибири этот тип климата распространен до 60° с. ш. Зимы долгие и суровые, причем суровость климата нарастает при движении с запада на восток. Лето теплее, чем в арктическом поясе, но короткое и довольно холодное (средние температуры июля от +4 до +12°С).

Годовая сумма осадков 200-400 мм, но из-за малых величин испарения создается постоянное избыточное увлажнение. Влияние атлантических воздушных масс приводит к тому, что в тундрах Кольского полуострова по сравнению с материковой частью количество осадков увеличивается и температуры зимы более высокие, чем в азиатской части.

Климат умеренного пояса . Умеренный климатический пояс - самый большой по площади климатический пояс России; поэтому для него характерны весьма существенные различия в температурных условиях и увлажнении по мере движения с запада на восток и с севера на юг. Общим для всего пояса являются четко выраженные четыре сезона года - зима, весна, лето, осень.

Умеренно континентальный климат господствует в европейской части России. Основные признаки этого климата: теплое лето (температура июля +12…+24°С), морозная зима (средние температуры января от -4 до -20°С), годовое количество осадков более 800 мм на западе и до 500 мм в центре Русской равнины. Формируется этот климат под влиянием западного переноса атлантических воздушных масс, относительно теплых зимой и прохладных летом, постоянно влажных. В области умеренно континентального климата увлажнение изменяется от избыточного на севере, северо-западе до недостаточного на востоке, юго-востоке. Это отражается на смене природных зон от таежной до степной.

Континентальный климат умеренного пояса характерен для Западной Сибири. Формируется этот климат под влиянием континентальных воздушных масс умеренных широт, перемещающихся чаще всего в широтном направлении. В меридиональном направлении на юг продвигается холодный арктический воздух, а континентальный тропический воздух проникает далеко на север лесной полосы. Поэтому осадков здесь выпадает 600 мм в год на севере и менее 200 мм на юге. Лето теплое, на юге даже знойное (средние температуры июля от +15 до +26°С). Зима сурова по сравнению с умеренно континентальным климатом - средние температуры января составляют -15…-25°С.

Александр Иванович Воейков (1842-1916)

Александр Иванович Воейков - знаменитый русский климатолог и географ. Он считается основоположником климатологии в России. А. И. Воейков впервые установил зависимость разнообразных климатических явлений от соотношения и распределения тепла и влаги, выявив особенности общей циркуляции атмосферы. Главный, классический, труд ученого - «Климаты земного шара, в особенности России». Много путешествуя по разным странам А. И. Воейков везде изучал особенности климата и растительность.

Особое внимание ученый уделял изучению влияния климата на сельскохозяйственные культуры. Кроме этого, А. И. Воейков занимался географией населения, комплексным страноведением и другими проблемами. Глубоко для своего времени А. И. Воейков изучил разные виды воздействия человека на природу, указал на некоторые неблагоприятные стороны этого воздействия и предложил верные, основанные на познанных законах развития природы, способы ее преобразования.

Отчетливо проявляется изменение природных зон при движении с севера на юг от тайги до степей.

Резко континентальный климат умеренного пояса распространен в Восточной Сибири. Этот климат отличается постоянным господством континентального воздуха умеренных широт. Резко континентальный климат характеризуется малой облачностью, скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплую часть года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды (перепады) температур воздуха, теплое и жаркое лето и морозная малоснежная зима. Малоснежность при сильных морозах (средняя температура января -25…-45°С) обеспечивает глубокое промерзание почв и грунтов, а это в условиях умеренных широт вызывает накопление и сохранение многолетней мерзлоты. Лето солнечное и теплое (средние температуры июля от +16 до +20°С). Годовое количество осадков менее 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к единице. В пределах этого климата находится таежная зона.

Муссонный климат умеренного пояса типичен для южных районов Дальнего Востока. Обычно при охлаждении материка зимой и повышении в связи с этим атмосферного давления сухой и холодный воздух устремляется в сторону более теплого воздуха над океаном. Летом материк прогревается больше океана, и теперь более холодный океанический воздух стремится на континент, принося облачность, обильные атмосферные осадки; иногда даже образуются тайфуны. Средние температуры января здесь -15…-30°С; летом, в июле, +10…+20°С. Осадки - 600- 800 мм в год - выпадают преимущественно летом. Если таяние снега в горах совпадает с обильными дождями, происходят наводнения. Увлажнение всюду избыточное (коэффициент увлажнения больше единицы).

Вопросы и задания

1. Какие закономерности в распределении тепла и влаги можно установить, анализируя карты (см. рис. 31, 38)?
2. Как определяют коэффициент увлажнения и почему этот показатель так важен?
3. В каких районах России коэффициент больше единицы, в каких - меньше? Как это влияет на другие компоненты природы?
4. Назовите основные типы климата России.
5. Объясните, почему в пределах умеренного пояса наблюдаются наибольшие отличия в климатических условиях по мере движения с запада на восток.
6. Назовите основные черты континентального климата и укажите, как этот климат влияет на другие компоненты природы.

Мы уже не раз говорили об атмосферных осадках, их количестве и видах. Но хорошо бы разобраться в этом вопросе поподробнее – он очень важен!

Всю воду, выпадающую из облаков в виде дождя, снега или любом другом, называют атмосферными осадками. Их количество измеряют в миллиметрах толщины того слоя воды, который они образовали бы на поверхности земли, если бы не растекались, не просачивались и не испарялись. Количество это измеряют за какой–нибудь определённый отрезок времени – за сутки, месяц или год.

Для измерения количества осадков используют дождемеры – резервуары (обычно металлические бочки), в которые собираются осадки, выпадающие на определенную площадь (например, с помощью воронки площадью в один квадратный метр). В конце периода наблюдений измеряют количество воды, скопившейся в резервуаре, и пересчитывают его в единицы толщины соответствующего слоя.

Прибор для измерения выпавших осадков

Например, если накопилось 200 литров воды, это означает, что толщина слоя составит 200.000 кубических сантиметров/10.000 квадратных сантиметров = 20 сантиметров = 200 миллиметров.

Но ведь вода и из бочки может испариться? Конечно, особенно в жаркую погоду. И если наш дождемер установлен где–то вдали от жилья, и метеорологи приезжают к нему только раз в месяц – узнать, сколько же осадков выпало в этом месте, – они что же, ошибаются? Нет, и чтобы не ошибаться, они придумали занятный способ. В бочку наливают немного масла (например, машинного). Оно легче воды и поэтому при попадании воды в бочку растекается по ее поверхности, образуя тонкую пленку. И масляная пленка ничтожно маленькой толщины прячет воду под собой.

А почему осадки бывают разными?

При некоторых условиях водяной пар в воздухе начинает превращаться в воду – конденсироваться. При этом появляются маленькие капельки воды, еще настолько легкие, что не падают на землю, но уже такие большие, что их можно разглядеть. Появляется туман или облака. Дальше события могут развиваться по–разному.

Обычно дождевые капли имеют размер около одного миллиметра, реже – до пяти миллиметров. Это происходит потому, что крупные капли в полете дробятся на более мелкие. Образование же крупных капель связано не с процессом конденсации пара, а с процессом слипания мелких облачных капелек. Кроме того, если в облаке одновременно появляются капельки воды и кристаллики льда, происходит рост кристаллов (снежинок) при одновременном испарении капель.

Если воздух под облаком имеет температуру ниже (ГС, снежинки достигают земной поверхности. В теплом воздухе они тают, превращаясь в дождевые капли. В горах часто можно наблюдать, как в долинах идет дождь, а вершины одновременно покрываются снегом.

С этим явлением связано важное географическое понятие – снеговая линия (или граница). Так называют высотный уровень, выше которого температуры настолько низки, что накопление снега и других твердых осадков преобладает над испарением и таянием. Существование снеговой линии определяет высоту пбявления ледников в горах. Над экватором она располагается на высоте около 4 600 метров ттяд уровнем моря (и только высокие горы, вроде Килиманджаро, достигают ее), в Арктике опускается до 200–500 метров (и ледники образуются даже на совсем невысоких горах – таких, как Бырранга), а в Антарктике – снижается до уровня моря (и образуются шельфовые ледники, как в море Росса).

Один из самых опасных видов осадков – переохлажденный дождь. Он наблюдается обычно при наступлении теплого атмосферного фронта в холодное время Года. Сначала в слоистых облаках над фронтом образуются снежинки. Попадая в теплый воздух, они тают, а образовавшиеся капли Попадают в холодные приземные слои воздуха. Если температура здесь не очень низкая, они достигают земли, не замерзнув. Но, попав на холодные мостовые, ветви, провода и т.п., намерзают на них коркой гололеда. Если же воздух под фронтом очень холодный, капли замерзают в полете, образуя крупу (ледяные шарики меньше пяти миллиметров в диаметре) или град (шарики больше пяти миллиметров). Градины же могут достигать размеров апельсина, а самые крупные из измеренных, выпавшие 3 сентября 1970 года в штате Канзас, весили до 750 граммов и имели окружность до 0,5 метра! В Индии, в районе Нью–Дели, в апреле 1888 года градом были убиты 246 человек.

Исходные данные:

Река Сура, пункт г.Пенза, площадь водосбора F = 15400 км 2 , залесенность 27%, заболоченность 1%. Среднемноголетнее количество осадков х 0 =666 мм.

Таблица 1. Среднемесячные и среднегодовые расходы и модули стока.

Период наблюдений (годы) с 1963 по 1972 год.

Сентябрь

М л/с · км 2

М а л/с · км 2

Бассейн-аналог - река Сура,с.Кадышево

Средняя многолетняя величина годового стока (норма) М о а = 3,7 л/с · км 2 , С v = 0,28

Многолетнее: U бр = 1500 млн. м 3 , Р = 80%, r = 0.

1. Определить среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока при наличии данных наблюдений.

У нас имеются исходные данные: среднегодовые расходы воды,при этом для уменьшения объёма расчётов период наблюдений был сокращён до 10 лет.

Нормой гидрологических величин называется среднее арифметическое значение характеристик гидрологического режима за многолетний период такой продолжительности, при увеличении которой полученное среднее значение существенно не меняется.

При наличии длительных (50 - 80 лет) наблюдений и неизмененных физико-географических и хозяйственных условий, а также, если период наблюдений включает не менее двух полных циклов колебаний водности реки, величина среднего многолетнего стока вычисляется по формуле:

где Qi - средний годовой стока за i-й год;

n - число лет наблюдений.

Определяем среднюю многолетнюю величину годовых расходов реки Сура, пункт г.Пенза по данным

Напомним, что расход воды - это объём воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени.

Полученную норму в виде среднего многолетнего расхода воды требуется выразить через другие характеристики стока : модуль, слой, объём и коэффициент стока.

· Модуль стока - количество воды, стекающее с единицы площади водосбора в единицу времени.

Средний многолетний модуль стока вычисляем по соотношению:

л/с · км 2 , (2)

где F - площадь водосбора, км 2 (приложение 1).

· Объём стока - объём воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени.

Вычисляем средний многолетний объём стока за год:

где Т - число секунд в году, равное 31,54 · 106 с.

· Слой стока - количество воды, стекающее с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределённого по площади этого водосбора. Слой стока выражается в мм.

Средний многолетний слой стока вычисляем по зависимости:

мм/год. (4)

· Коэффициент стока - отношение величины (объёмы или слоя) стока к количеству выпавших на площадь водосбора осадков, обусловивших возникновение стока.

Средний многолетний коэффициент стока:

где х 0 - средняя многолетняя величина осадков в год, мм. Оценка репрезентативности (достаточности) ряда наблюдений определяется величиной относительной средней квадратической ошибки средней многолетней величины (нормы) годового стока, вычисляемой по формуле:

где С v - коэффициент изменчивости (вариации) годового стока; длина ряда считается достаточной для определения Q 0 , если? 510%. Величина среднего стока при этом называется нормой стока.

Определить коэффициент изменчивости (вариации) Сv годового стока.

Коэффициент изменчивости С v характеризует отклонения стока за отдельные годы от нормы стока; он равен:

где? Q - среднеквадратическое отклонение годовых расходов от нормы стока.

Если n < 30, то

Если сток за отдельные годы выразить в виде модульных коэффициентов,

а при n < 30

Составляем таблицу для подсчёта С v годового стока реки Сура пункт г.Пенза

Данные для подсчёта С v

		Годовые расходы Qi , м3/с

Коэффициент изменчивости С v годового стока реки Сура, пункт г.Пенза равен:

Относительная средняя квадратическая ошибка средней многолетней величины годового стока реки Сура за период с 1963 по 1972гг. (10 лет) равна:

Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента изменчивости С v при его определении методом моментов равна:

В рассматриваемом примере

Длина ряда считается достаточной для определения Q 0 и C v , если, а. Величина среднего годового стока при этом условии называется нормой стока.

Вывод : В нашем примере находится в пределах допустимого, а больше допустимой ошибки. Значит, ряд наблюдений недостаточный, необходимо удлинить его.

2. Определить норму стока при недостатке данных методом гидрологической аналогии.

Река-аналог выбирается по:

ь сходству климатических характеристик;

ь синхронности колебаний стока во времени;

ь однородности рельефа, почвогрунтов, гидрогеологических условий, близкой степени покрытости водосбора лесами и болотами;

ь соотношению площадей водосборов, которые не должны отличаться более чем в 10 раз;

ь отсутствию факторов, искажающих сток (строительство плотин, изъятие и сбросы воды).

Река-аналог должна иметь многолетний период гидрометрических наблюдений для точного определения нормы стока и не менее 6 лет параллельных наблюдений с изучаемой рекой.

Строим на миллиметровке график связи модулей исследуемой реки и реки-аналога. За годы параллельных наблюдений наносим точки в виде кружочков диаметром 1мм, справа записываем порядковый номер года. График строим в виде прямой линии усредняющей точки. Зависимости считаются удовлетворительными, если отклонения большей части точек от средней линии не превышают 15%. Затем, зная норму стока реки-аналога М о а = 3,7 л/с · км 2 , определяем норму стока, выраженную через модуль изучаемой реки, и вычисляем норму стока через расход.

По графику связи среднегодовых модулей стока р.Сура, пункт г.Пенза и р.Сура, с.Кадышево М о = 2,9 л/с · км 2 .

Коэффициент изменчивости годового стока вычисляем по формуле

где Cv - коэффициент изменчивости стока в расчётном створе;

C vа - в створе реки-аналога;

М 0а - среднемноголетняя величина годового стока реки-аналога;

А - тангенс угла наклона графика связи.

В рассматриваем примере:

Окончательно принимаем:

М 0 = 2,9 л/с · км 2 ,

Q 0 = 44,66 м 3 /с,

3. Построить и проверить кривую обеспеченности годового стока.

Для характеристики возможных колебаний стока за длительный период и определения расчётных расходов в гидрологии применяют аналитические кривые обеспеченности: биноминальную кривую обеспеченности и кривую трехпараметрического гамма-распределения. Они определяются следующими параметрами:

ь - средней величиной,

ь С v - коэффициентом изменчивости (вариации),

ь С s - коэффициентом асимметрии.

В работе требуется построить кривую обеспеченности годового стока, воспользовавшись кривой трёхпараметрического гамма-распределения. Для этого необходимо рассчитать три параметра:

ь Q 0 - среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока,

ь С v - коэффициент изменчивости (вариации) годового стока,

ь С s - коэффициент асимметрии годового стока.

Используя результаты расчётов первой части работы для р.Сура, пункт г. Пенза, имеем Q 0 = 44,66 м 3 /с, С v = 0,35.

Коэффициент асимметрии С s характеризует несимметричность гидрологического ряда и определяется путём подбора, исходя из условия наилучшего соответствия аналитической кривой с точками фактических наблюдений; для рек, расположенных в равнинных условиях, при расчёте годового стока наилучшие результаты дает соотношение С s = 2С v . Поэтому понимаем для р.Сура, пункт г.Пенза: С s = 2С v = 2 · 0,35 = 0,70 с последующей проверкой.

Ординаты кривой определяем в зависимости от коэффициента С v (в примере С v =0,35) по таблицам, составленным С.Н. Крицким и М.Ф. Менкелем для С s = 2С v Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли С v и провести интерполяцию между соседними столбцами цифр (таблица 2).

§ для Р = 0,01

§ для Р = 0,1

§ для Р = 1

§ для Р = 5

§ для Р = 10

§ для Р = 25

§ для Р = 50

§ для Р = 75

§ для Р = 80

§ для Р = 90

§ для Р = 95

§ для Р = 99

Таблица 2

Обеспеченность, Р %

Ординаты кривой

Обеспеченностью гидрологической величины называется вероятность превышения рассматриваемого значения гидрологической величины среди совокупности всех возможных её значений.

По данным таблицы 2 на миллиметровке форматом 203288 мм 2 строим теоретическую кривую обеспеченности, откладывая по оси абсцисс Р (1 см - 5%), а по оси ординат - К р. Построенная кривая в верхней и нижней частях имеет большую кривизну, что затрудняет пользование ею. Кривая обеспеченности на клетчатке вероятностей (рис.2) имеет более плавный вид и удобна в использовании.

Построив кривую обеспеченности на клетчатке вероятностей, проверяем её данные фактических наблюдений. Для этого модульные коэффициенты годовых расходов (из табл.1, графа 4) располагаем по убыванию в таблице 3 и для каждого из них вычисляем его фактическую обеспеченность по формуле:

Р = m / (n + 1) · 100%, (12)

где Р - обеспеченность члена ряда, расположенного в порядке убывания;

m - порядковый номер члена ряда;

n - число членов ряда.

Таблица 3.

	Модульные коэффициенты по убыванию К	Фактическая обеспеченность	Годы соответствующие К

Вывод: Как видно на рис.2, нанесённые точки усредняют теоретическую кривую; значит, кривая построена правильно и соотношение С s = 2C v соответствует действительности. В противном случае необходимо изменить соотношение С s к C v и вновь построить теоретическую кривую обеспеченности.

4. Рассчитать внутригодовое распределение стока методом компоновки для целей орошения с расчётной вероятностью превышения Р = 80%. Для расчёта используем исходные данные среднемесячные расходы воды (приложение 1). Расчёт делится на две части: межсезонное распределение, имеющее наиболее важное значение; внутрисезонное распределение (по месяцам и декадам), устанавливаемое с некоторой схематизацией. Межсезонное распределение. В зависимости от типа внутригодового распределения стока год делится на два периода: многоводный и маловодный (межень). В зависимости от цели использования один из них назначается лимитирующим. Лимитирующий - это наиболее напряжённый с точки зрения водохозяйственного использования период (сезон). Для целей осушения лимитирующим периодом является многоводный; Для целей орошения, энергетики - маловодный. В период включается один или два сезона. На реках с весенним половодьем для целей орошения выделяются: многоводный период (он же сезон) - весна; и маловодный (лимитирующий) период, включающий в себя сезоны - лето - осень и зима, причём лимитирующим сезоном при орошении является лето - осень (при энергетическом использовании - зима).

Расчёт выполняется по гидрологическим годам, т.е. по годам, начинающимся с многоводного сезона. Сроки сезонов назначаются едиными для всех лет наблюдений с округлением их до целого месяца. Продолжительность многоводного сезона назначается так, чтобы в границах сезона помещалось половодье как в годы с наиболее ранним сроком наступления, так и с наиболее поздним сроком окончания.

В задании продолжительность сезона, можно принять следующий:

• · весна (апрель, май, июнь);
• · лето - осень (июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь);
• · зима (декабрь и январь, февраль, март следующего года).

Величина стока за отдельные сезоны и периоды определяется суммой среднемесячных расходов (таблица 4). В последнем году к расходу за декабрь прибавляются расходы за три месяца (I, II, III) первого года.

При расчёте по методу компоновки внутригодовое распределение стока принимается из условия равенства вероятности превышения стока за год, стока за лимитирующий период и внутри его за лимитирующий сезон. Поэтому необходимо определить расходы заданной проектом обеспеченности (в задании Р = 80%) для года, лимитирующих периода и сезона. Следовательно, требуется рассчитать параметры кривых обеспеченности (Q o , C v и C s) для лимитирующих периода и сезона (для годового стока параметры вычислены в первой части задания). Вычисления производятся методом моментов в табл.4 по схеме, изложенной выше для годового стока (см. табл.1).

Таблица 4. Расчёт внутригодового распределения стока методом компоновки (межсезонное распределение). река Сура, пункт г.Пенза по данным с 1963 по 1972 гг. (10 лет).

Расходы за лимитирующий сезон лето - осень

Сток лето - осень

Расходы за сезон весна

Весеннийсток

§ Параметры кривой обеспеченности для годового стока.

гидрологический сток орошение

; С s = 2С v = 2 · 0,27= 0,54.

Определяем ординату кривых трехпараметрического гамма-распределения для С v годового стока:

§ Параметры кривой обеспеченности для лимитирующего периода.

С s = 2С v = 2 · 0,18 = 0,36

Определяем ординату кривых трехпараметрического гамма-распределения для С v меженного стока:

§ Параметры кривой обеспеченности для лимитирующего сезона.

; С s = 2С v = 2 · 0,26 = 0,52

Определяем ординату кривых трехпараметрического гамма-распределения для Сv стока лета - осени:

Определяем расчетные расходы по формулам:

годового стока Q рас год = · 12 · Q o , (13)

Q рас год = 0,70 · 12 · 44,66 = 375,144 м 3 /с;

лимитирующего периода Q рас меж = · Q меж, (14)

Q рас.меж = 0,85 · 222,39 = 189,03 м 3 /с;

лимитирующего сезона Q рас ло = · Q ло, (15)

Q рас ло = 0,77 · 121,14 = 93,28 м 3 /с.

Где,- ординаты кривых трехпараметрического гамма-распределения, снятые с таблицы соответственно для С v годового стока, С v меженного стока и С v для лета - осени.

Одним из основных условий метода компоновки, является равенство:

Q рас год = ? Q рас сез.

Однако это равенство нарушится, если расчётный сток за нелимитирующие сезоны определять также по кривым обеспеченности (ввиду различия параметров кривых).

Поэтому расчётный сток за нелимитирующий период (в задании - за весну) определяем по разности:

Q рас вес = Q рас год - Q рас меж (16)

Q рас вес = 375,14-189,03 = 186,11 м 3 /с.

А за нелимитирующий сезон (в задании - зима) определяем по разности:

Q рас зим = Q рас меж - Q рас ло (17)

Q рас зим = 189,03 - 93,28 = 95,75 м 3 /с.

Внутрисезонное распределение - принимается осредненным по каждой из трех групп водности:

• · Многоводная группа, включающая годы с обеспеченностью стока за сезон Р
• · Средняя по водности 33
• · Маловодная Р > 66%.

Для выделения лет, входящих в отдельные группы водности, необходимо суммарные расходы за сезоны расположить по убыванию и подсчитать их фактическую обеспеченность (пример - табл.4). Так как расчетная обеспеченность (Р=80%) соответствует маловодной группе, дальнейший расчет можно производить для лет, входящих в маловодную группу (табл.5).

Для этого в графу «Суммарный сток» выписать расходы по сезонам, соответствующие обеспеченностям Р > 66%, а в графу «Годы» - записать годы, соответствующие этим расходам.

Среднемесячные расходы внутри сезона расположить в убывающем порядке с указанием календарных месяцев, к которым они относятся (табл.5). Таким образом, первым окажется расход за наиболее многоводный месяц, последним - за маловодный месяц.

Для всех лет произвести суммирование расходов отдельно за сезон и за каждый месяц. Принимая сумму расходов за сезон за 100%, определить процент каждого месяца А%, входящего в сезон, а в графу «Месяц» записать наименование того месяца, который повторяется наиболее часто. Если повторений нет, выписать любой из встречающихся, но так, чтобы каждый месяц, входящий в сезон, имел свой процент от сезона.

Затем, умножая расчётный расход за сезон, определённый в части межсезонного распределения стока (табл.4.), на процентную долю каждого месяца А% (табл.5), вычислить расчётный расход каждого месяца. Например:

По данным табл.5 графы «Расчетные расходы по месяцам» на миллиметровке построить расчётный гидрограф Р - 80% изучаемой реки (рис.3).

Таблица 5. Вычисление внутрисезонного распределения стока. р. Сура, пункт г.Пенза.

Суммарный сток

Среднемесячные расходы по убыванию

За весенний сезон

За летнее - осенний сезон

За зимний сезон

Расчетные расходы по месяцам

Примечание. Чтобы получить объёмы стока в млн.м 3 , следует расходы умножить: а) для 31-дневного месяца на коэффициент 2,68; б) для 30-дневнего месяца - 2,59; в) для 28-дневнего месяца - 2,42.

5. Определить расчетный максимальный расход талых вод Р = 1% при отсутствии данных гидрометрических наблюдений.

Определяют расчетный максимальный расход талых вод Р = 1% при отсутствии данных гидрометрических наблюдений по формуле:

• § Q p - расчетный мгновенный максимальный расход талых вод заданной обеспеченности Р, м 3 /с;
• § М р - модуль максимального расчетного расхода заданной обеспеченности Р, м 3 /с·км 2 ;
• § h p - расчетный слой половодья, см;
• § F - площадь водосбора, км 2 ;
• § n - показатель степени редукции зависимости
• § К о - параметр дружности половодья;
• § ? 1 и? 2 - коэффициенты, учитывающие снижение максимальных расходов рек, зарегулированных озерами (водохранилищами) и в залесенных и заболоченных бассейнах;
• § ? - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов при Р = 1%; ? = 1;
• § F 1 - дополнительная площадь водосбора, учитывающая снижение редукции, км 2 , принимается по приложению 3.

Параметр К о определяется по данным рек - аналогов, в контрольной работе К о выписывается из приложения 3. Параметр n 1 зависит от природной зоны, определяется из приложения 3.

Расчетный слой стока половодья вычисляется по формуле:

h p =К р ·, (20)

• § К р - ордината аналитической кривой трехпараметрического гамма-распределения заданной вероятности превышения, определяется по приложению 2 в зависимости от С v = 0,26 ,при C s =2C v =2 · 0,26 = 0,52 с точностью до сотых интерполяций между соседними столбцами;
• § - средний слой половодья, устанавливается по рекам - аналогам или интерполяцией, в контрольной работе - по приложению 3.

Коэффициент?, учитывающий снижение максимального стока рек, зарегулированных проточными озерами, следует определять по формуле:

1/(1+Сfоз), (21)

• § С - коэффициент, принимаемый в зависимости от величины среднего многолетнего слоя весеннего стока;
• § f оз - средневзвешенная озерность.

Так как в расчетных водосборах нет проточных озер, а расположенная вне главного русла f оз < 2%, принимаем? = 1. Коэффициент? 1 , учитывающий снижение максимальных расходов воды в залесенных водосборах, определяется по формуле:

• § n 2 - коэффициент редукции принимается по приложению 3.
• § ? 1 - коэффициент, зависит от природной зоны, расположения леса на водосборе и общей залесенности f л в %, выписывается по приложению 3.

Коэффициент? 2 , учитывающий снижение максимального расхода воды заболоченных бассейнов, определяется по формуле:

• § ? - коэффициент, зависящий от типа болот, определяется по приложению 3;
• § f ? - относительная площадь болот и заболоченных лесов и лугов в бассейне, %.

По приложению 3, определяем F 1 = 2 км 2 ; = 80 мм; С v = 0,40; n 1 = 0,25; ? = 1, К о =0,022; ? 1 = 1,20; n 2 = 0,20; ? = 0,8;

По приложению 2, определяем: К р = 2,51;

h p = К р ·= 2,51 · 80 = 200 мм;

Атмосферными осадками называется влага, выпавшая на поверхность из атмосферы в виде дождя, мороси, крупы, снега, града. Осадки выпадают из облаков , но не каждое облако дает осадки. Формирование осадков из облака идет за счет укрупнения капель до размеров, способных преодолеть восходящие токи и сопротивление воздуха. Укрупнение капель идет за счет слияния капель, испарения влаги с поверхности капель (кристаллов) и конденсации водяного пара на других.

Формы осадков:

1. дождь – имеет капли размером от 0,5 до 7 мм (в среднем 1,5 мм);
2. морось – состоит из маленьких капель размером до 0,5 мм;
3. снег – состоит из шестигранных кристаллов льда, образовавшихся в процессе сублимации;
4. снежная крупа – округлые ядрышки диаметром 1 мм и более, наблюдается при температурах близких к нулю. Крупинки легко сжимаются пальцами;
5. ледяная крупа – ядрышки крупы имеют обледеневшую поверхность, их трудно раздавить пальцами, при падении на землю они подскакивают;
6. град – крупные кусочки льда округлой формы размерами от горошины до 5- 8 см в диаметре. Вес градин в отдельных случаях превышает 300 г, иногда может достигать нескольких килограмм. Град выпадает из кучево-дождевых облаков.

Виды осадков:

1. Обложные осадки – равномерные, длительные по продолжительности, выпадают из слоисто-дождевых облаков;
2. Ливневые осадки – характеризуются быстрым изменением интенсивности и непродолжительностью. Они выпадают из кучево-дождевых облаков в виде дождя, нередко с градом.
3. Моросящие осадки – в виде мороси выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

Распределение годовых сумм осадков (мм) (по С.Г. Любушкинй и др.)

(линии на карте, соединяющие точки с одинаковым количеством осадков за определенный период времени (например, за год), называются изогиетами)

Суточный ход осадков совпадает с суточным ходом облачности. Выделяются два типа суточного хода осадков – континентальный и морской (береговой). Континентальный тип имеет два максимума (в утренние часы и после полудня) и два минимума (ночью и перед полуднем). Морской тип – один максимум (ночью) и один минимум (днем).

Годовой ход осадков различен на разных широтах и даже в пределах одной зоны. Он зависит от количества тепла, термического режима, циркуляции воздуха, удаленности от побережий, характера рельефа.

Наиболее обильны осадки в экваториальных широтах, где годовое их количество (ГКО) превосходит 1000- 2000 мм. На экваториальных островах Тихого океана выпадает 4000- 5000 мм, а на подветренных склонах тропических островов до 10 000 мм. Причиной обильных осадков являются мощные восходящие токи очень влажного воздуха. К северу и югу от экваториальных широт количество осадков уменьшается, достигая минимума на 25-35º, где среднегодовое значение не превышает 500 мм и уменьшается во внутриконтинентальных районах до 100 мм и менее. В умеренных широтах количество осадков несколько увеличивается (800 мм). В высоких широтах ГКО незначительно.

Максимальная годовая сумма осадков зарегистрировано в Черрапунджи (Индия) – 26461 мм. Минимальное отмеченное годовое количество осадков – в Асуане (Египет), Икике – (Чили), где в отдельные годы осадков не выпадает вообще.

Распределение количества осадков по материкам в % к общей сумме

				Австралия		Северная
Ниже 500 мм
500 –1000 мм
Свыше 1000 мм

По происхождению различают конвективные, фронтальные и орографические осадки.

1. Конвективные осадки характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но летом нередко бывают и в умеренном поясе.
2. Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и иными физическими свойствами, выпадают из более теплого воздуха, образующего циклонические вихри, типичны для умеренного и холодного поясов.
3. Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор, особенно высоких. Они обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.

Типы осадков по происхождению:

I - конвективные, II - фронтальные, III - орографические; ТВ - теплый воздух, ХВ - холодный воздух.

Годовой ход осадков , т.е. изменение их количества по месяцам, в разных местах Земли не одинаков. Можно наметить несколько основных типов годового хода осадков и выразить их в виде столбиковых диаграмм.

1. Экваториальный тип – осадки выпадают довольно равномерно весь год, сухих месяцев нет, лишь после дней равноденствия отмечаются два небольших максимума – в апреле и октябре – и после дней солнцестояния два небольших минимума – в июле и январе.
2. Муссонный тип – максимум осадков летом, минимум зимой. Свойствен субэкваториальным широтам, а также восточным побережьям материков в субтропических и умеренных широтах. Общее количество осадков при этом постепенно уменьшается от субэкваториального к умеренному поясу.
3. Средиземноморский тип – максимум осадков зимой, минимум – летом. Наблюдается в субтропических широтах на западных побережьях и внутри материков. Годовое количество осадков постепенно уменьшается к центру континентов.
4. Континентальный тип осадков умеренных широт – в теплый период осадков в два-три раза больше, чем в холодный. По мере возрастания континентальности климата в центральных областях материков общее количество осадков уменьшается, а разница летних и зимних осадков увеличивается.
5. Морской тип умеренных широт – осадки распределяются равномерно в течение года с небольшим максимумом в осенне-зимнее время. Их количество больше, чем наблюдается для этого типа.

Типы годового хода осадков:

1 - экваториальный, 2 - муссонный, 3 - средиземноморский, 4 - континентальный умеренных широт, 5 - морской умеренных широт.

Литература

1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.

← Вернуться