Погода В. Новгород из Норвегии

Норвежский сайт прогноза погоды Новгородская область

 

3 Особенности атмосферной циркуляции

 

 

Наряду с солнечной радиацией в формировании климата данного район большую роль играет атмосферная циркуляция — совокупность основных воздушных течений.

В северо-западном районе Европейской части Советского Союза, где расположен Новгород, основной чертой циркуляционных процессов является циклоническая деятельность, т. е. возникновение, перемещение и эволюция крупномасштабных атмосферных вихрей — циклонов и антициклонов. Через район Новгорода перемещаются воздушные массы, сформировавшиеся над разными регионами, поэтому они имеют разнообразные метеорологические характеристики (температуру, влажность, запыленность, системы облаков и осадков и т. д.). В зонах сходимости воздушных масс, которые называются атмосферными фронтами, возникают и развиваются циклоны. На атмосферных фронтах наблюдаются наиболее сложные погодные условия: облачность, осадки, грозовая деятельность, сильные ветры и т. д.

 Рис. 4. Повторяемость Р (% ) циклонических (/), анти- цнклонических (2) и малоградиентных (5) полей.

Новгород расположен вблизи «дорог циклонов». В течение всего года, за исключением июля, циклонические поля давления в районе Новгорода отмечаются чаще, чем антициклонические. Особенно велика повторяемость циклонов с сентября по декабрь (рис. 4). Активная циклоническая деятельность в течение всего года определяет частую смену воздушных масс и связанный с этим неустойчивый характер погоды.

Циклоны в район Новгорода перемещаются в течение всего года главным образом с запада, но зимой велика также повторяемость вхождения северо-западных циклонов, а в остальные сезоны — юго-западных (табл. 10 ).

Повторяемость (% ) траекторий циклонов, проходящих через район Новгорода

С циклонами связаны атмосферные фронты: осенью и зимой наиболее часто отмечается прохождение через район Новгорода теплых фронтов и фронтов окклюзии, весной и летом наиболее часты холодные фронты (табл. 11). Зимой на фронтах выпадают обложные осадки, летом фронтальные осадки нередко имеют ливневый характер. Прохождение хорошо выраженных атмосферных фронтов нередко сопровождается значительным усилением ветра, а в теплое полугодие — грозами и шквалами

Антициклоны перемещаются в район Новгорода весной преимущественно с запада и юго-запада, летом с запада и севера. Осенью велика повторяемость северо-западных и западных траекторий, зимой наблюдаются вхождения северо-восточных и восточных антициклонов, приносящих холодную сухую погоду (табл. 12 ).

Повторяемость (% ) траекторий антициклонов, проходящих через район Новгорода

Для района Новгорода характерна большая повторяемость воздушных масс, приходящих с Атлантики, что определяет черты морского климата: сравнительно мягкую зиму и прохладное лето. Однако в район Новгорода нередко поступают воздушные массы с других направлений (табл. 13). Таким образом, в течение всего года происходит смена воздушных масс морского, континентального и арктического происхождения, что приводит к резким колебаниям погодных условий. Например, летом воздушные массы, пришедшие с юго-востока из Нижнего Поволжья и Средней Азии,, могут обусловить жаркую, сухую погоду, как это было в июле— августе 1972 г. Однако, как правило, в летний сезон преобладает умеренно теплая погода с температурой воздуха 15—20 °С. Зимой наибольшую повторяемость имеет умеренно морозная погода с температурой воздуха до — 10 °С, но при вторжении с северо- востока из района Карского моря арктической воздушной массы температура воздуха может понизиться до —30 °С и более. Таким образом, формирование климата Новгорода происходит в значительной мере под влиянием циркуляционных процессов.

3.1. Атмосферное давление

Давление воздуха тесно связано с условиями атмосферной цирку­ляции в данном районе и является одной из важнейших ее характеристик.

Данные по давлению воздуха в Новгороде, представленные в таблицах, получены на основе многолетних наблюдений по ртутному барометру. В табл. 14 они даны для высоты установки барометра 25,6 м (на уровне станции) и для нулевой высоты (на уровне моря). Пересчет давления от уровня станции к другим; высотам в пределах города или вблизи него может быть осуществлен с помощью приближенного соотношения: на каждые 8 м высоты давление уменьшается на 1 гПа. Один гектопаскаль (гПа) численно равен применявшемуся ранее миллибару (мбар).

Среднее и экстремальное давление воздуха (гП а)

Среднее годовое давление воздуха в Новгороде составляет 1011 гПа (табл. 14), оно является устойчивым во времени. Отклонения атмосферного давления в отдельные годы от этого значения весьма незначительны. Самое высокое за весь период наблюдений среднее годовое давление воздуха (1014,9 гПа) отмечено в 1972 г., а самое низкое (1007,1 гПа) — в 1925 г

В течение года атмосферное давление изменяется мало, от 1012,5 гПа в ноябре до 1007,8 гПа в июле. Годовая амплитуда, его (4,7 гПа) мала. Однако изменения средних месячных значений давления из года в год значительны. Так, зимой, как видно из табл. 14, разность между их наибольшим рнаиб и наименьшим рнаим значениями в каждом месяце составляет 31—35 гПа, летом — 13— 18 гПа. Самое высокое (1032,5 гПа) и самое низкое (997,5 гПа) среднее месячное давление воздуха в Новгороде отмечалось в феврале 1886 г. и 1935 г. соответственно. Суточный ход давления воздуха выражен гораздо слабее, чем годовой, практического значения не имеет и здесь не рассматривается.

Годовой и суточный ход давления воздуха перекрывается в- значительной мере непериодическими колебаниями. Эти колебания связаны с прохождением и развитием барических образований (циклонов, антициклонов и др.), они и определяют общий характер изменений давления воздуха в Новгороде. О возможных значениях давления воздуха в отдельные дни можно судить по абсолютному максимуму рмакс И абсолютному  минимуму рмин В табл. 14, выбранным из всех сроков наблюдений в каждом месяце. Атмосферное давление в Новгороде 22 января 1907 г. достигало своего наивысшего значения 1059,2 гПа (1062,3 гПа на ур.м ), а 17 января 1931 г. упало до 953,7 гПа (959,8 гПа на ур. м.). Такие рекордные значения давления в Новгороде отмечаются крайне редко, вероятнее всего они зимой. К лету диапазон изменений давления сокращается почти вдвое.

Колебания давления воздуха, связанные с циклонической деятельностью, обычно характеризуются междусуточной изменчивостью — изменением давления воздуха от одних суток к другим (без учета знака изменения). С октября по март междусуточная изменчивость является наибольшей в году и составляет в среднем за месяц 6,3—7,0 гПа (табл. 15). В отдельные редкие дни давление воздуха может понизиться за одни только сутки на 42,3 гПа, как это наблюдалось с 12 по 13 февраля 1962 г., или повыситься на 36,7 гПа (25—26 февраля 1940 г.). Летом перепады давления от одних суток к другим значительно меньше (3,2—3,9 гПа).

Повторяемость разных градаций междусуточной изменчивости давления воздуха в отдельные дни (знак изменения давления воздуха учитывался) дана в табл. 16.

 Средняя месячная и экстремальная междусуточная изменчивость давления воздуха (гП а) в 8 ч. 1936— 1941, 1944— 1979 гг.

 Повторяемость (% ) по градациям междусуточной изменчивости давления воздуха в срок 8 ч. 1936— 1941, 1944— 1979 гг.

3.2. Ветер

Горизонтальное движение воздушного потока (ветер) возникает из-за неравномерного распределения атмосферного давления в разных районах земной поверхности. При этом чем больше изменение давления на единицу расстояния (горизонтальный барический градиент), тем сильнее ветер и устойчивее направление.

Общий характер ветра в Новгороде (структура, направление и скорость) определяется главным образом условиями и интенсивностью атмосферной циркуляции, но зависит также от термодинамических свойств воздушных масс, поступающих в данный район, от шероховатости подстилающей поверхности и орографических особенностей местности.

 Значительное влияние на ветер у поверхности земли оказывает город. Жилые массивы, заводские трубы, разные высотные сооружения — препятствия для воздушного потока, в связи с этим он меняет свое направление, а возникшее трение между воздушным потоком и стенами сооружений уменьшает его скорость в черте города. Турбулентность воздушного потока и порывистость ветра городе при этом увеличиваются.

Климатические параметры по ветру в Новгороде получены из измеренных в срок наблюдений средней (за несколько минут) скорости ветра и его среднего направления по флюгеру за период 1936— 1965 гг. и по анеморумбометру М-63 — с 1966 г.

 За год в Новгороде преобладает ветер южного направления (см. табл. 1 приложения, рис. 5) и ветер, дующий вдоль оз. Ильмень, юго-западного направления, так называемый шелоник. Длительный юго-западный ветер создает на озере волны, высота которых в середине озера достигает одного метра [ 11 ].

Совместная повторяемость ветра преобладающих направлений (южного и юго-западного) наибольшая осенью (43% ) и зимой (40 %), к лету она уменьшается до 27 %.

В конце весны заметно возрастает повторяемость северо-восточного и северного ветра, летом — западного и северо-западного. В июне преобладает западный и северо-западный ветер. На долю каждого из них в это время приходится по 16 %

Реже всего в Новгороде бывает восточный ветер, повторяемость которого в каждом сезоне не превышает в среднем 8 %, , в отдельные месяцы — 10 %.

В табл. 2, 3 приложения для разных направлений ветра приведены средние и максимальные значения скорости ветра. Наибольшие скорости имеют ветры южной четверти горизонта, их средние за год скорости составляют 4,8—5 м/с, зимой и осенью — 5— 6 м/с, весной и летом — 4,2—4,6 м/с. Максимальные скорости таких ветров в отдельных случаях могут достигать зимой 2 0— 28 м/с (см. табл. 3 приложения), осенью и весной— 18—20 м/с, летом — 14— 16 м/с, иногда 20 м/с.

 Рис. 5. Повторяемость (% ) разных направлений ветра и штилей (цифра в центре)

 

Средняя годовая скорость ветра в Новгороде без учета направления 4,8 м/с (табл. 17). В течение года скорость ветра изменяется от 5,8 м/с в январе до 3,9 м/с в июле и августе. Средняя месячная скорость ветра — устойчивое значение во времени. Отклонения ее значений в отдельные годы от средней многолетней, как можно определить по данным табл. 17, обычно не более ± 1 — 1,5 м/с и лишь зимой достигают ± 3 м/с. Самым ветреным месяцем в Новгороде за период наблюдений 1936— 1981 гг. был декабрь 1954 г. (8,2 м/с).

 Средняя и максимальная скорость ветра v (м /с). 1936— 1981, 1949— 1963 гг

 

Суточный ход скорости ветра (табл. 18) зимой сглажен, а в теплый период, когда его амплитуда достигает 2—2,5 м/с, выражен отчетливо. В это время днем, с усилением турбулентного обмена между нижними и верхними слоями воздуха, скорость ветра в Новгороде возрастает до 5,3— 6 м/с, достигая наибольших значений в послеполуденные часы. Ночью ветер ослабевает до 3— 4 м/с.

 Число дней п с сильным ветром ( ^ 15 м/с)

Из всего диапазона скоростей, наблюдавшихся в Новгороде (см. табл. 4 приложения), чаще всего (в 70% случаев) отмечаются скорости ветра 2—7 м/с. В 8 % всех случаев скорости ветра превышают 10 м/с. Зимой повторяемость такого ветра увеличивается до 9— 14 % за месяц, летом — не превышает 5 %.

С сильным ветром (15 м/с и более) в Новгороде бывает в среднем 15 дней в году (табл. 19). В 1955 г. таких дней было вдвое больше обычного (32 дня), из них 9 дней отмечены в январе, 6 дней — в мае и 4 дня — в октябре. Чаще всего (2—3 дня в месяц) сильный ветер отмечается зимой — это ветер преобладающих направлений — южный и юго-западный (табл. 20). Наряду с этим ветром весной возможно усиление ветра северо-западного, летом — северного направлений.

В табл. 21 представлена наибольшая скорость ветра различной вероятности, возможная в Новгороде. Из таблицы видно, что скорость ветра 20 м/с и более в Новгороде отмечается ежегодно, а один раз в 20 лет — превышает 25 м/с. В ряде случаев возникающие порывы (табл. 2 2 ) достигают еще больших значений. Возможность регистрировать максимальные мгновенные скорости (осредненные за 2—3 с) не только в срок наблюдений, но и между сроками появилась с оснащением метеостанции дистанционным электрическим анеморумбометром. Максимальные порывы в открытых и малозастроенных районах Новгорода могут равняться 28 м/с, а при прохождении летом шквалов (11 июля 1972 г. и 27 июля 1977 г.) скорость ветра достигает 32—35 м/с. Шквал — явление редкое и кратковременное, продолжается обычно несколько минут, связан с мощными кучево-дождевыми облаками.

Максимальная скорость ветра (м /с) при порывах. 1959— 1981 гг

Летом в Новгороде возможно возникновение редкого для северо-запада явления смерча — сильного, но маломасштабного атмосферного вихря с вертикальной осыю, связанного, как и шквал, с мощными кучево-дождевыми облаками. Такой вихрь 25 августа 1967 г. в 14 ч 40 мин прошел в 250 м от метеоплощадки, где никаких резких изменений в погоде в это время не зарегистрировано, а восточный и юго-восточный ветер имел скорость 1—3 м/с. При прохождении над аэродромом кучево-дождевого облака с хорошо выраженным в его середине вихрем (в который были втянуты скирды сена, обломки изгороди и т. д.) самолет, находящийся на взлетно-посадочной полосе, накренило и, повернув на 180°, несколько метров протащило по земле. Самолету были нанесены значительные повреждения. Смерч наблюдался в центре заполняющегося циклона при сильной неустойчивости стратификации в нижнем слое атмосферы. Такой же циклонический вихрь наблюдался в Новгороде 4 августа 1966 г., он продолжался 7 мин и перемещался с юга, со стороны озера.

Помимо сведений о максимальной скорости ветра и максимальном порыве, широко используемых в практике строительного проектирования, необходимо знать длительность воздействия тех или иных скоростей ветра на сооружения. Эти данные, включающие среднюю суммарную, среднюю и максимальную непрерывную продолжительность разных скоростей (табл. 23—25), получены для Новгорода за десятилетний период (1967— 1976 гг.) из ежечасных и более учащенных наблюдений за скоростью ветра.

Самым продолжительным (для Новгорода) является ветер скоростью до 5 м/с. На скорости ветра 5 м/с и более приходится менее 200 ч за месяц в летние месяцы и треть всего времени — за период с октября по май. Продолжительность больших скоростей ветра резко сокращается. Ветер скоростью 8 м/с и более длится в среднем за месяц от 50—60 ч в холодный период и до 20—30 ч в теплый период.

Средняя суммарная продолжительность (ч) ветра разных скоростей. 1967— 1976 гг.

Наибольшая непрерывная продолжительность (ч) разных скоростей ветра. 1967— 1976 гг.

Непрерывная продолжительность скоростей ветра характеризует их устойчивость во времени. В течение всего года наиболее устойчивым является ветер скоростью 4 м/с и менее (табл. 24). В отдельных случаях (табл. 25) такой ветер может наблюдаться 10 и более суток подряд. Для Новгорода ветер скоростью 8 м/с и более в среднем не продолжителен (3—9 ч), но иногда он может наблюдаться непрерывно около суток летом и более двух суток зимой.