Грозовая деятельность обусловлена определенными синоптическими процессами, благоприятными для развития мощной вертикальной конвекции влажного воздуха, а также физико-географическими условиями, из которых немаловажную роль играет подстилающая поверхность.
Визуально-слуховой метод наблюдений за грозами, применяемый как на сети метеорологических станций, так и при наблюдениях на судах, дает весьма ограниченную информацию об этом опасном явлении. Он позволяет получить такие характеристики грозовой деятельности, как число дней с грозой и продолжительность .гроз при стационарных наблюдениях на побережье и островах или повторяемость гроз при наблюдениях на судах.
Для характеристики грозовой активности над акваторией Баренцева моря использованы материалы наблюдений береговых и островных станций за период не менее 15 лет, а также данные судовых наблюдений в свободных ото льда районах моря. Последние обработаны по квадратам размером 5° по широте и 5° по долготе. Анализ их показывает, что повторяемость гроз по наблюдениям на судах несколько завышена по сравнению с данными береговых пунктов. Она характеризует грозовую активность не в районе пункта наблюдения, а на акватории моря большой площади. Исследованиями [213, 214] установлено, что количество гроз в пункте в 2—3 раза меньше, чем на площади радиусом в 100 км и в 3—4 раза меньше, чем на площади радиусом в 200 км. Известно также, что грозы большой продолжительности отмечаются одновременно на значительных пространствах (в основном это фронтальные грозы), а кратковременные и слабые грозы регистрируются единичными пунктами (и судами). При возникновении фронтальных гроз, какими являются грозы на Баренцевом море, вдоль атмосферных фронтов могут действовать не один, а несколько грозовых очагов, отмечаемых судами. Несмотря на указанные особенности данных о грозах по судовым наблюдениям и их отличие от данных побережья, они успешно могут быть использованы для характеристики годового хода гроз в различных районах моря.
Баренцево море относится к району со слабой грозовой активностью, обусловленной в основном низкой температурой воздуха в теплое время года. Немаловажную роль играет также подстилающая поверхность. Относительно холодная в летнее время поверхность моря, под воздействием которой теплый влажный воздух, выносимый на море, приобретает в нижнем слое устойчивую стратификацию, препятствует развитию грозовой активности. Зимой же свободная ото льдов, относительно теплая поверхность моря, наоборот, приводит к неустойчивости нижнего слоя воздуха при арктических вторжениях.
Грозоопасный период в разных районах моря существенно различается по времени наступления и по длительности (табл. 10.1). На широтах севернее 78° с. ш. грозы практически не наблюдаются. Так, за последний более чем 20-летний период (1961—1983) на о-вах Виктория и Земля Франца Иосифа не отмечен ни один случай возникновения грозы. За предшествующие 25 лет (1936—1960) один день с грозой был на о. Рудольфа (июль) и два дня — в Бухте Тихой (июль, август). В широтной зоне между 78 и 76° с. ш. (севернее k d o m k h льдов) грозы наблюдаются лишь в июне—августе, но не ежегодно. В каждом из указанных месяцев они возможны в среднем 1—2 раза за 10 лет. В более южных районах моря продолжительность грозоопасного периода зависит от состояния поверхности моря и соответствует безледному периоду. Таким образом, на юго-западе моря, свободном зимой ото льда, на побережьях Скандинавии и западной части Кольского полуострова грозы возможны в течение всего года. В районах варьирования кромки льдов они возникают с мая по декабрь, а в Печорском море — по октябрь. На побережье моря к востоку от о. Харлов грозоопасным является период с мая по сентябрь, причем в мае и сентябре грозы отмечаются 1—2 раза в 10 лет.
Следует отметить, что на побережье грозы наиболее часто наблюдаются в летнее время, с максимумом преимущественно в июле. В холодное время года они наблюдаются здесь не ежегодно. Например, за период с 1947 по 1975 г. грозы зимой на побережье Мурмана (ст. Дальние Зеленцы) были отмечены 12 раз, причем наиболее часто в ноябре и декабре (по 4 раза в месяц). Летом же они наблюдаются каждый год в среднем 1 раз в месяц.
Годовой ход повторяемости гроз над морем в высоких широтах, по исследованиям ряда авторов Г24, 337, 339], противоположен ходу ее на суше. В северо-восточной части Атлантики на широтах 35—60° с. ш. наибольшее число грозовых очагов, выявленных методом пеленгования атмосфериков, приходится на осенне-зимний период, а доля их за 3 летних месяца в 1961—1965 гг. составила всего лишь 10%. Здесь же, в пределах 65—70° с. щ. количество грозовых очагов с ноября по февраль 1963 г. составило 84 % от количества их за год. Наибольшее число гроз было в ноябре. По данным за 1961—1963 гг. в Норвежском море 85 % гроз приходится на период с октября по март, а на три летних месяца (июнь—август) — всего 6 % от их числа за год [338]. Следует отметить также, что в Норвежском море грозы возникают значительно реже, чем в Северо-Восточной Атлантике. В среднем здесь наблюдается 7 грозовых очагов в год на 100 тыс. км2, в то время как в Северной Атлантике на ту же площадь приходится около 100 очагов.
Аналогичный годовой ход грозовой активности с максимумом в осенне-зимние месяцы и минимумом летом дают судовые наблюдения на юго-западе Баренцева моря (табл. 10.2). В ряде квадратов этой части моря за весь период наблюдений судами не зарегистрированы грозы в июле или в августе, хотя в это время наблюдается самая высокая температура воздуха и поверхности воды. Но, как уже было сказано, соотношение их таково, что препятствует возникновению и развитию грозовых очагов. На долю летних гроз, наблюдавшихся в этом районе, приходится около 18 % от годового числа случаев (квадрат XII). В районах, прилегающих к побережью, летние грозы возможны относительно чаще (37 %) вследствие выноса грозовых очагов с континента на море (квадраты XIX и XX), т. е. грозы летом наблюдаются здесь так же часто, как в осенние месяцы.
Зимой при адвекции холодного арктического воздуха над морем создаются условия, способствующие грозовой деятельности. При больших контрастах температур воды, свободной ото льда, и нижнего слоя холодного воздуха, притекающего из Арктики, условия для возникновения гроз зимой даже несколько благоприятнее, чем летом. Развитие мощных вертикальных потоков в массах неустойчиво стратифицированного морского арктического воздуха особенно часто происходит вдоль вторичных холодных фронтов и в центральных частях небольших циклонических возмущений [405].
В юго-восточной части моря, покрытой зимой льдами, грозы с января по апрель отмечаются исключительно редко (табл. 10.1; 10.2). Зимние грозы над морем чаще всего кратковременны и слабые, сопровождаются шквалистыми ветрами, обильными снегопадами и ограниченной видимостью (до 50—100 м).
Среднее число дней с грозой за год составляет 5—6 сут у юго-восточных берегов моря и быстро уменьшается до одного дня на широте 71° с. ш. (рис. 10.1). Севернее этой параллели грозы наблюдаются не ежегодно. О межгодовых изменениях грозовой активности можно судить по данным табл. 10.3. Среднее квадратическое отклонение количества дней с грозой в отдельные годы на побережье от средней многолетней составляет 2—4 сут, т. е. приблизительно около половины ее.
В одни годы грозы могут вовсе отсутствовать или их очень мало, в другие — число дней с грозами сравнительно велико. На юго-восточном побережье моря в годы с .повышенной грозовой активностью может быть отмечено в июле и в августе до 8—9 гроз в месяц, на побережье Мурмана 4—5 сут и Скандинавии 1—2 сут с грозой. Максимальное число дней с грозой за год достигает 15—16 на юго-востоке и 7—9 сут на побережье юго-западной части моря.
Суммарная продолжительность гроз по месяцам и за год (табл. 10.4) изменяется над акваторией моря аналогично числу дней с грозой, незначительно превышая его по значению, так как средняя продолжительность гроз в день с грозой лишь немного больше 1 ч. Существует определенная зависимость между двумя параметрами — числом дней с .грозами (n сут) и их продолжительностью (τ ч) [179, 218], которая имеет вид степенной функции. Однако в диапазоне значений этих параметров, характерных для исследуемого района aтa зависимость прямолинейна и имеет вид
О непрерывной продолжительности гроз над морем трудно судить из-за отсутствия таких данных. По-видимому, грозовая деятельность над Баренцевым морем слабая и непродолжительная в течение всего года. Зарегистрированные на побережье зимние грозы имеют обычно продолжительность от 10 до 35 мин, что соответствует продолжительности проявления активности единичной грозовой ячейки [178], хотя отмечены также редкие грозы длительностью более 1 ч. Около 25 % всех гроз на южном побережье имеют продолжительность не больше 0,5 ч (табл. 10.5).
Чаще всего грозы длятся от 30 мин до 2 ч (50 % случаев). Редко летние грозы продолжаются более 5 ч (1—3% ). Такие продолжительные грозы наблюдаются в том случае, если действуют одновременно несколько грозовых ячеек, которые возникают, затухают и вновь возникают.
Анализ материалов по суточному распределению гроз (табл. 10.6) показывает, что на южном побережье моря наиболее часты и продолжительны грозы во второй половине дня (с 12 до 18 ч) и особенно в вечерние часы (с 18 до 24), что вообще является характерным для районов суши. На первую половину суток (от 0 до 12 ч) приходится около 20—35 % гроз.
По исследованиям [338, 339] характер суточного распределения гроз на морях существенно отличается от суточного хода гроз на суше. На морях, смежных с океаном (Норвежское море), суточный ход гроз не выявляется [338]. Считается, что он зависит главным образом от аккумуляции тепла океаном и более равномерного его распределения в течение суток, а также, возможно, от действия более общего механизма взаимодействия океана с атмосферой. На морях с большим влиянием окружающей суши (средиземные моря) отмечен суточный ход гроз, характерный для суши, с максимумом с 12 до 18 ч.
В прибрежной зоне Баренцева моря, испытывающей влияние континента на грозовую деятельность, как это видно из рис. 10.1, суточный ход гроз существенно будет зависеть от хода их на побережье. В удаленных же районах моря следует ожидать отсутствия определенной закономерности в суточном распределении гроз, что выявлено методом пеленгования атмосфериков в Норвежском море.
