Погода в Мурманске из Норвегии

мурманская область

 

Формирование климата Мурманска



 Глава I

 Формирование Климата Мурманска

Физико-географические условия

Мурманск расположен в северной части Кольского полуострова, на восточном побережье Кольского залива, около 50 км от побережья Баренцева моря. К востоку от города лежит ряд сопок, абсолютные высоты которых достигают 100—250 м. Город находится на сравнительно узкой, слегка всхолмленной равнине, вытянутой с юга на север. Наличие обширной акватории Баренцева моря к северу от города и материка к югу от него и значительные температурные различия зимой и летом между материком и морем обусловливают в эти сезоны значительные меридиональные градиенты в поле большинства метеорологических элементов, а отсюда и большую изменчивость погоды во времени при смене направления адвекции воздушных масс. Влияние Кольского залива сказывается лишь в отдельных районах города, расположенных вблизи него.

Радиационный режим

Важнейшим условием формирования климата Мурманска является приток суммарной солнечной радиации. Приток радиации от солнца и ее поглощение определяет тепловой режим подстилающей поверхности почвы или снега, нижнего приземного слоя и более высоких слоев атмосферы. Суточный ход высоты солнца над горизонтом и годовой ход полуденной высоты солнца обусловливают суточный и годовой ход температуры и влажности воздуха, облачности и других метеорологических элементов. Приток радиации зависит не только от высоты солнца над горизонтом, но и от продолжительности дня. В условиях Мурманска, расположенного севернее Полярного круга, температура и влажность изменяются в течение года в довольно широких пределах, что хорошо иллюстрируют следующие значения по данным [6] на 15-е число каждого месяца: 

 

Из приведенных данных видно,, что полуденная высота солнца колеблется от 0 (солнце не показывается над горизонтом во время полярной ночи) до 44° (во время полярного дня). Продолжительность дня колеблется от 0 часов (во время полярной ночи) до 24 часов (во время полярного дня). Полярная ночь в Мурманске начинается с 29 ноября и заканчивается 13 января, т. е. продолжается 44 дня, а полярный день — с 22 мая по 22 августа — продолжается более двух месяцев (61 день). Увеличение продолжительности круглосуточного дня по сравнению с круглосуточной ночью объясняется влиянием рефракции, за счет которой видимое положение солнца над горизонтом несколько приподнимается по сравнению с истинным.

Значительные колебания в течение года полуденной высоты солнца и продолжительности дня влияют и на приток суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), что характеризует следующий годовой ход, по данным [6], фактической и возможной величин суммарной солнечной радиации (ккал/см2):

 

Как видно из приведенных данных, возможная суммарная радиация меняется от 0 в декабре до 23,8 ккал/см2 в июне, фактически наблюдаемая — от 0 в декабре и январе до 13,1 ккал/см2 в июне, средняя же величина фактически наблюдаемой — от О в декабре и январе до 13,3 ккал/см2 в июне. При этом за счет уменьшения облачности в марте и апреле проценты поступающей радиации от возможной достигают 70—71.

Радиация, поступающая от солнца, полностью поглощается подстилающей поверхностью и идет на теплообмен с нижним слоем воздуха, испарение почвы и другие процессы. Часть ее отражается. Отражательная способность подстилающей поверхности характеризуется величиной альбедо, которая указывает долю радиации, отраженной от подстилающей поверхности. Величина альбедо колеблется от 0,75—0,8 зимой при наличии свежевыпавшего снега до 0,16—0,18 летом после окончательного схода снежного покрова. Поверхность почвы или снега, поглощая радиацию солнца, также отражает ее в атмосферу.

Лучистая энергия, теряемая подстилающей поверхностью, возвращается к ней вновь за счет направленного сюда излучения атмосферы. Разность между теплом, теряемым подстилающей поверхностью за счет излучения в атмосферу и получаемым этой поверхностью за счет встречного лучеиспускания атмосферы, называют эффективным излучением. Величина этого излучения зависит от физических свойств подстилающей поверхности, влажности воздуха и облачности, в течение года она существенно не меняется. Приводим годовой ход эффективного излучения (ккал/см2), полученный М. К. Гавриловой [5] для станции Кола:

 

 

 

 Радиационный баланс подстилающей поверхности (почвы или снега) рассчитывается по формуле :

 R = Q (l - А ) - Е ,

 где R — радиационный баланс, Q — суммарная радиация, поступающая от солнца, А — альбедо, а Е — эффективное излучение подстилающей поверхности. По данным [5] приводим для станции Кола расчетную величину радиационного баланса R ккал/см2 для отдельных месяцев и всего года и для сравнения значения средней температуры поверхности почвы Тп и воздуха Тв на уровне 2 м в Мурманске:

 

 

Приведенные данные показывают, что в течение всей зимы и во второй половине осени (с октября по март включительно) радиационный баланс отрицателен, т. е. подстилающая поверхность больше тепла теряет от излучения, чем получает его от солнца, в остальную часть года происходит обратное явление. Годовой ход радиационного баланса и поверхности почвы полностью не совпадает с аналогичным ходом температуры воздуха на уровне 2 м и поверхности почвы. Максимальная величина радиационного баланса приходится на июнь, когда наблюдается наибольшая полуденная высота солнца и продолжительность дня, а максимальная температура поверхности почвы и воздуха зап западывает на месяц и наступает в июле. Самая низкая температура воздуха и поверхности почвы зимой наблюдается в январе и феврале, в то время как радиационный баланс достигает минимума раньше, в декабре. Весной (апрель и май) средняя величина радиационного баланса выше, а средняя температура поверхности почвы и воздуха ниже, чем осенью (сентябрь и октябрь). Некоторое несоответствие годового хода радиационного баланса с аналогичным ходом средней температуры поверхности почвы и нижнего слоя воздуха объясняется тем, что радиационный баланс поверхности почвы еще не может полностью определить температурный режим как поверхности почвы, так и нижнего слоя воздуха, поскольку солнечное тепло расходуется еще на ряд других процессов. К таким процессам относятся затраты тепла на снего таяние и оттаивание промерзшей почвы весной, на трансформацию, прогревание и выхолаживание масс воздуха, поступающих из других районов с более низкой или высокой температурой, на испарение влажной почвы, теплообмен нижнего слоя воздуха с поверхностью почвы и с более высокими слоями атмосферы. Следовательно, для оценки теплового режима, хотя бы нижнего слоя воздуха, необходимо учитывать весь комплекс составляющих теплового баланса. Это можно показать на примере весны и осени.

По приведенным данным средняя сезонная величина радиационного баланса весной (апрель—май) достигает 2,4 ккал/см2, а осенью (сентябрь—октябрь) 0 ккал/см2. Средняя температура нижнего слоя воздуха для тех же сезонов равна соответственно 0,7 и 3,2°. Такое несоответствие объясняется большими затратами тепла весной, чем осенью. В течение весны в среднем почти полностью сходит снежный покров, высота которого к началу сезона достигает максимума. К началу весны заболоченная, хорошо увлажненная почва промерзает в среднем на глубину около 1,0 м, к концу сезона она полностью оттаивает. Наконец, весной средняя суммарная повторяемость северо-западного, северного и северо- восточного ветра, приносящего холодный арктический воздух из более высоких широт, достигает 41%, а осенью всего 27% [17]. Если учесть еще и то, что приземная температура арктического воздуха весной в среднем на 3° ниже, чем осенью, то увидим, что затраты тепла на трансформацию (прогревание) холодных масс воздуха весной должны быть значительно выше, чем осенью. Этим объясняется более низкая средняя температура весны по сравнению с осенью, несмотря на более высокую величину радиационного баланса. Таким образом, фазы годового хода радиационного баланса как бы опережают на один месяц соответствующие фазы -годового хода температуры воздуха и почвы.

 Атмосферная циркуляция

В формировании климата большое значение имеет атмосферная циркуляция. Циркуляционные условия формирования климата Мурманска довольно, сложны. По классификации Алисова Б. П. [1],

 

 

 Мурманск относится к атлантико-арктической зоне умеренного пояса. Для этой зоны характерно преобладание воздушных масс арктического и атлантического происхождения, а также усиление циклонических процессов в холодную (октябрь—апрель) и ослабление их в теплую (май—сентябрь) часть года. В холодной части года над Норвежским и Баренцевым морями преобладает циклоническая деятельность, что обусловливает неустойчивую погоду с частыми штормами и резкими колебаниями температуры. Приведенные на рис. 2 изобары (линии значений атмосферного давления в миллибарах) и наиболее характерные пути перемещения циклонов и антициклонов с указанием их повторяемости, по А. С. Звереву [8], для января — серединного месяца холодного периода и, следовательно, наиболее репрезентативного для него,

 среднее многолетнее число развивающихся циклонов и антициклонов за тот же месяц

 

и на рис. 3 — среднее многолетнее число развивающихся циклонов и антициклонов за тот же месяц показывают, что наибольшая повторяемость циклонов и связанное с ними наиболее низкое среднее месячное атмосферное давление наблюдается в основном над Исландией. От Исландии циклоны смещаются к востоку с северной составляющей, через Норвежское на Баренцево море (траектории II и III). Преобладающие направления перемещения циклонов хорошо согласуются с областью повышенной их повторяемости и ложбиной в поле среднего атмосферного давления, вытянутой от Исландии через Норвежское на Баренцево море.

Преобладающее перемещение циклонов по траекториям II и III создает в холодный сезон сравнительно теплый фон зимы и осени. Прохождение циклонов по указанным направлениям обусловливает вынос теплого атлантического воздуха и значительное потепление, нередко до оттепели, и усиление ветра до шторма, а в очень редких случаях — и до урагана. Значительные осадки при этом не выпадают, наиболее вероятны слабые осадки. Сравнительно реже атлантические циклоны, смещавшиеся ранее по траектории II, в дальнейшем приобретают южную составляющую (траектория V). В этом случае в Мурманске наблюдается более значительное усиление ветра и более вероятны ураганы. В теплых секторах этих циклонов обычно наступает значительное потепление и наблюдаются наиболее высокие максимальные температуры, а в их тылу, в массах арктического воздуха — обильные снегопады «зарядами», которые в очень редких случаях сопровожются грозами.

 Более устойчивая погода, с небольшими морозами или в редких случаях с температурой, близкой к 0°, небольшими осадками

. Преобладающие траектории циклонов (/—VII) и антициклонов (VIII—X), их повторяемость (число случаев) и среднее атмосферное давление (мб). Июль.

Рис. 4. Преобладающие траектории циклонов (/—VII) и антициклонов (VIII—X), их повторяемость (число случаев) и среднее атмосферное давление (мб). Июль. Усл . обозначение см . рис . 2

наблюдается при прохождении циклонов по траектории IV. В сравнительно редких случаях, когда циклоны, смещавшиеся вдоль западного побережья Скандинавии, в дальнейшем получают южную составляющую (траектория VI), проходя через Кольский полуостров. В этом случае в Мурманске выпадают наиболее обильные снегопады. В очень холодные сезоны циклоны перемещаются по траектории VII. В этом случае в Мурманске преобладает ясная и тихая погода и за счет длительного радиационного выхолаживания нижнего приземного слоя воздуха наблюдается значительное и нередко длительное похолодание.

 Средняя многолетняя повторяемость развивающихся циклонов (1) антициклонов (2). Июль.

Рис. 5. Средняя многолетняя повторяемость развивающихся циклонов (1) антициклонов (2). Июль.

 В передней части антициклонов, смещающихся с Баренцева моря к юго-востоку (траектория VIII), в Мурманск приходит арктический воздух, в значительной мере прогревшийся снизу, по пути над поверхностью Баренцева моря, свободной от льда. Кратковременные прояснения в антициклонах обычно не вызывают значительного выхолаживания арктического воздуха над материком. Поэтому антициклоны, смещающиеся с Баренцева моря и в дальнейшем движущиеся к юго-востоку, не вызывают в Мурманске значительного и устойчивого похолодания. В Мурманске более сильные морозы и самые низкие минимальные температуры наблюдаются зимой и весной при вхождении антициклонов с Карского моря к юго-западу по траектории IX. В этом случае в Мурманск приходит более холодный континентальный арктический воздух с Карского моря с более низкими начальными температурами (до — 10, — 15° и ниже), которые в дальнейшем значительно снижаются при уменьшении облачности. В теплый период ( м а й - сентябрь) циклоническая деятельность в районе Мурманска и над Баренцевым морем ослабевает и увеличивается повторяемость антициклонов.

 Данные рис. 4 и 5 для июля — серединного месяца теплого периода показывают, что Исландский минимум в поле среднего давления в этот период в значительной мере ослабевает. Давление в его центре увеличивается по сравнению с январем на 16—17 мб, а ложбина, направленная в январе к северо-востоку на Баренцево море, в июне совсем заполняется, и наблюдается повышение соеднего давления по сравнению с январем на 6— 10 мб. Атлантические циклоны смещаются к западу по более южным траекториям {Ш, I V и V ); увеличивается вероятность южных циклонов, смещающихся к северу по траекториям VI и VII. Траектории антициклонов VIII и IX в июне имеют примерно такую же повторяемость, как и в январе, однако скорость их перемещения к юго-востоку или юго-западу в июле меньше, чем в январе, и они в районе Мурманска сравнительно часто становятся малоподвижными. При прохождении циклонов по траекториям IV, V и VI, т. е. южнее и юго-восточнее Мурманска, наблюдается адвекция воздуха с Баренцева моря, облачная или пасмурная прохладная погода с небольшими осадками. При перемещении циклонов по траекториям III и VII в районе Мурманска в теплых секторах этих циклонов протекает очень теплый континентальный воздух, который вызывает значительное потепление, до 20—30°. Грозы сопровождаются кратковременными интенсивными ливневыми осадками. Как установлено автором [22], при "Прохождении циклонов по траекториям III и VII в Мурманской области и в самом городе наблюдаются наиболее значительные обложные осадки. Из рис. 5 видно, что наибольшая повторяемость циклонов в июне, как и в январе, наблюдается в районе Исландии, однако область повышенной их повторяемости, в отличие от января, направлена к западо-юго-западу на среднюю Скандинавию и Финляндию. Летом над Баренцевым, Норвежским и Гренладским морями увеличивается повторяемость антициклонов. Здесь намечается два очага повышенной их повторяемости: 1) над севером Гренландского моря и 2) в районе Новой Земли и юго-востоке Баренцева моря. Малоподвижные антициклоны, располагающиеся над юго-востоком Баренцева моря, обусловливают в Мурманске восточные ветры и сухую погоду со значительным суточным ходом температуры. Карты среднего давления, повторяемости и траектории антициклонов и циклонов для холодной (январь) и теплой части года (июль) дают представление о преобладающем среднем многолетнем развитии атмосферных процессов, но не отражают возможного их многообразия в той и другой части года.