Циркуляционные факторы климата Азовского моря и типы синоптических процессов

На основе работ А. П. Черняковой [89] и дополнительных исследований, проведенных в ГОИН, выделено четыре основных типа синоптических процессов, определяющих метеорологический режим моря и один дополнительный пятый тип, объединяющий все случаи малоградиентных барических полей.

Тип I. Антициклон расположен над центральными районами европейской части СССР. На юго-востоке Черного моря при этом развивается циклоническая деятельность. Над районом Азовского моря преобладают ветры северного, северо-восточного и восточного направлений. Штормы возможны при выходе средиземноморских циклонов на юго-восток Черного моря и усилении антициклона. Например, в феврале 1979 г. взаимодействие антициклона над европейской частью СССР и циклона на юго-востоке Черного моря с разницей давления в центрах этих образований 40 гПа обусловило усиление восточных и северо-восточных ветров до 18 23 м/с на Азовском море и в северной части Черного моря и до 40 м/с в районе между Керчью и Туапсе. В районе Азовского моря температура воздуха при этом понижалась до 10... 14 °С.

Образование антициклона с центром над ЕЧС зимой связано с усилением сибирского антициклона, отрог которого при этом распространяется на Украину. Нередко в его систему входят антициклоны с запада, северо-запада или северо-востока.

Летом ядра высокого давления представляют собой отдельные образования азорского антициклона или местные образования, возникшие за счет орографии и термических неоднородностей подстилающей поверхности.

Данный тип имеет наибольшую повторяемость по сравнению с другими в холодную часть года (табл. 2.2), он обусловливает похолодание в районе Азовского моря за счет как выноса сюда континентального холодного воздуха с Казахстана и Сибири, так и радиационного выхолаживания подстилающей поверхности. В теплое полугодие, наоборот, при данном типе синоптических процессов идет интенсивное прогревание подстилающей поверхности, особенно при небольших барических градиентах.

По продолжительности действия этот тип также наиболее устойчив из всех рассматриваемых: в среднем он удерживается от 3 до 12 сут.

В 70 % случаев зимой и до 90 % случаев летом тип I переходит в малоградиентное барическое поле. В остальных случаях он чаще сменяется типом III или типом IV (табл. 2.3).

Тип II. Циклоническая деятельность развивается над районом Балтийского моря. Ложбина от циклона с центром над Балтийским морем направлена на Черное море. При развитии в ложбине частного циклона возникают сильные южные и юго-западные ветры. Антициклоническое поле располагается над Малой Азией и Казахстаном. Например, в начале октября 1980 г. погода на Черном и Азовском морях определялась ложбинами циклонов, траектория движения которых проходила над Балтийским морем и севером ЕЧС. Отмечалось усиление южных, юго-западных и юго-восточных ветров до 20 24 м/с, выпадали интенсивные осадки.

Повторяемость типа II изменяется в довольно широких пределах от 8 (август) до 28% (ноябрь). В холодную часть года морской тропический воздух, распространяющийся со Средиземного моря в теплых секторах циклонов, вызывает оттепели, сменяющиеся затем резким похолоданием.

Этот тип наиболее устойчив в период с ноября по февраль, в теплую половину года теряет устойчивость, особенно с июля по сентябрь. В среднем он удерживается 1 5 сут. В 66 % случаев летом и в 23 % случаев весной тип II сменяется малоградиентным барическим полем, в остальных случаях наиболее часто типом III.

Тип III. Обширный циклон охватывает всю европейскую часть СССР; Казахстан и Сибирь заняты антициклонами; над Западной Европой располагается антициклон с отрогом над Балканским полуостровом (см. рис. 2.17 в).

Циклоны перемещаются на центральные районы ЕЧС с запада и северо-запада. В холодное время года они вызывают кратковременное потепление в районе Азовского моря за счет выноса в теплых секторах морского воздуха умеренных широт. Происходит усиление ветра западного и северо-западного направлений. Нередко циклоны стационируют над Нижним Поволжьем. При этом в район Азовского моря происходит заток арктического воздуха в холодных секторах этих стационирующих циклонов, обусловливающий значительное похолодание на рассматриваемой территории. Например, в результате активного ультраполярного вторжения при скорости ветра до 18 25 м/с с 7 по 9 января 1979 г. в районе Азовского моря повсеместно отмечался абсолютный минимум температуры воздуха ( 14... 19°С).

Летом западные и северо-западные циклоны проникают на рассматриваемую территорию довольно редко, однако они могут задерживаться надолго, если блокируются с запада и востока областями высокого давления.

В среднем этот тип удерживается 1 5 сут. В 50 % случаев зимой и в 80 % случаев летом сменяется малоградиентным барическим полем, в остальных случаях наиболее часто типом I .

Тип IV. Антициклоны занимают Западный Казахстан и восточные районы ЕЧС; Средиземное море и Балканский полуостров заняты депрессией .

Зимой выход циклонов со Средиземного моря вызывает наиболее интенсивные оттепели в районе Азовского моря, поскольку циклоны в теплых секторах приносят морской тропический воздух. Например, в первой половине февраля 1978 г. и его последней пятидневке прохождение средиземноморских циклонов сопровождалось усилением южных ветров до 12 20 м/с и повышением температуры воздуха до 10 15 °С. Количество выпавших осадков местами превысило месячную норму.

Мощные выносы морского тропического воздуха являются признаком начала весны. Летом повторяемость типа IV меньше, чем зимой, из-за уменьшения повторяемости средиземноморских циклонов.

В среднем тип IV удерживается 1 4 сут. Повторяемость по сравнению с другими типами мала (менее 10 %). После типа IV малоградиентное барическое поле встречается довольно редко (не более чем в 30% случаев). Зимой и весной тип IV чаще сменяется типом I, летом o типом III. Осенью тип IV может сменяться любым из типов примерно с равной вероятностью.

Тип V. Барическое поле представляет собой слаборазвитые размытые области повышенного и пониженного давления.

В холодный период года доля малоградиентных барических полей мала и составляет 12 18 %. В конце весны, в мае, в связи с ослаблением межширотного обмена доля этого типа возрастает до 35 %. Летом из-за образования на юго-востоке ЕЧС местных циклонов и смещения их на Украину доля малоградиентных барических полей из-за увеличения, повторяемости циклонов несколько уменьшается.

Рассмотренные типы синоптических процессов тесно связаны с основными путями перемещения циклонов и антициклонов.

Циклоны перемещаются в район Азовского моря в течение всего года, но чаще всего зимой и весной (с ноября по март). Наиболее часто циклоны приходят на рассматриваемую территорию из западных районов Черного моря, низовьев Дуная и севера Италии, несколько реже из центральных районов Европы и Венгерской низменности (западные циклоны), а также из Малой Азии и с Черного моря (южные). Северо-западные "ныряющие" циклоны преобладают зимой и осенью, а северные (с Баренцева моря) перемещаются в район Азовского моря только зимой.

В конце весны и в начале лета общее число циклонов резко уменьшается, а летом циклоническая деятельность снова усиливается за счет образования местных циклонов. В летние месяцы наиболее часто наблюдаются юго-восточные циклоны, возникающие на юго-востоке ЕЧС под действием местных факторов.

Значительное место среди барических систем занимают незамкнутые области пониженного давления ложбины. Чаще всего наблюдаются ложбины, ориентированные с востока на запад. При них "ныряющие" циклоны проходят над Нижним Поволжьем, а их ложбины перемещаются через район Азовского моря в меридиональном направлении с севера на юг. Большую повторяемость имеют также ложбины, направленные с севера на юг. Их циклонические центры перемещающиеся вдоль высотной фронтальной зоны с запада на восток через Белоруссию и центральные районы ЕЧС. Эти процессы встречаются в течение года по 4 5 случаев за сезон.

Стационирование антициклонов на юго-востоке ЕЧС зимой вызывает обычно обострение черноморской депрессии, которая оказывает влияние на погодные условия района Азовского моря в течение длительных периодов.

Антициклоны, гребни и отроги встречаются реже, чем циклоны и ложбины.

Наиболее часто антициклоны проходят с запада, особенно летом и осенью. Это, как правило, ядра азорского антициклона, перемещающиеся в тылу серии циклонов (западных) или их ложбин.

Северо-восточные антициклоны, приходящие с Карского моря или с северо-востока ЕЧС, бывают по одному разу только зимой и ранней весной.

Важную роль в формировании климата играют отроги и гребни. Наиболее распространенными из них являются отроги и гребни, ориентированные с запада на восток, которые в основном представляют собой восточную периферию азорских антициклонов. Летом антициклоны стационируют над Центральной Европой. Смещаясь к востоку, антициклон способствует превращению малоградиентного -размытого отрога в гребень с большими барическими градиентами.

Отроги и гребни ориентированные с востока на запад чаще наблюдаются зимой и осенью. Они распространяются от стационарных антициклонов на юго-востоке ЕЧС или над Северным Казахстаном. Значительно реже встречаются гребни, направленные с севера и юга.

Несмотря на то что повторяемость циклонических образований больше, чем антициклонических, на юге ЕЧС наблюдается более высокое давление, чем в центральных и северных районах ЕЧС. Это объясняется общим ослаблением циклонической деятельности на юге ЕЧС и усилением антициклонической. Ослабление циклонической деятельности проявляется в уменьшении интенсивности и скорости перемещения циклонических образований.

Сезонные особенности атмосферной циркуляции определяются циркуляционными и радиационными факторами.

В холодное полугодие преобладает роль циркуляционного фактора. Зимой очень развита циклоническая деятельность, и поэтому наблюдается интенсивный межширотный обмен воздуха. Значение радиационного фактора уменьшается вследствие относительно малой высоты солнца над горизонтом, небольшой продолжительности дня и значительной облачности.

Переход к зимнему сезону осуществляется тогда, когда подстилающая поверхность бывает уже значительно выхоложена и начинаются регулярные вторжения арктического воздуха на юг ЕЧС. Арктический воздух обычно распространяется в район Азовского моря при перемещении антициклонов с северо-востока или северо-запада в тылу серии "ныряющих" циклонов. Похолодание обусловливается смещением антициклона с района Великобритании на Центральную Европу, по западной периферии которого нередко происходит вторжение арктического воздуха в южные районы ЕЧС со стороны Скандинавии. Циклоническая деятельность наблюдается над восточными районами ЕЧС и Западной Европой. Обширный антициклон над Британскими островами медленно перемещается к востоку или к юго-востоку. Воздушные массы, циркулирующие в его системе, испытывают радиационное выхолаживание над холодной подстилающей поверхностью Европы. Под входом высотной фронтальной зоны, образованной над севером Скандинавии при адвекции холодных масс воздуха из арктического бассейна, оформляется ядро повышенного давления. Смещаясь по ведущему потоку на юго-восток, это ядро обусловливает дополнительное похолодание на юге ЕЧС.

При этих процессах минимальная температура воздуха в районе Азовского моря может понижаться до 5 °С. Во второй половине периода отмечается более сильное понижение температуры, достигающее на прибрежных станциях севера и северо-востока Азовского моря 12 °С.

Похолодание вызывается также синоптическими процессами, характеризующимися перемещением холодного антициклона с севера Скандинавии на юг ЕЧС.

Хорошо развитая ложбина, расположенная над восточной половиной ЕЧС и Западной Сибирью, связана с циклонической системой над Таймыром. В приземных слоях под входом ВФЗ над Карским морем и прилежащими к нему районами при хорошо выраженной сходимости изогипс и адвекции холодных воздушных масс с Баренцева моря оформляется антициклон или барическое ядро. Этот антициклон, усиливаясь и распространяясь в тылу развитых циклонов, смещается по ведущему потоку на юго-восток.

При продвижении антициклона над сушей происходит дополнительное охлаждение воздушных масс за счет радиационного выхолаживания. При этих процессах минимальная температура воздуха на побережье Азовского моря достигает 14 °С.

Другим характерным для зимы процессом являются восточные воздействия, связанные с усилением восточного антициклона. При этом в район Азовского моря происходит заток холодных масс воздуха: прежнего арктического или холодного континентального полярного воздуха с Казахстана по восточной периферии этого антициклона.

Над Азовским морем устанавливаются значительные барические градиенты, вызывающие сильные холодные ветра восточной четверти, поскольку при данном процессе преобладает антициклогенез на северо-востоке ЕЧС и циклогенез над Черным морем. Минимальная температура на побережье Азовского моря достигает 15 °С и ниже.

Отличительной особенностью холодного полугодия (октябрь март) в районе Азовского моря являются частые оттепели. Они наступают после холодной погоды и сменяются затем резкими похолоданиями.

Наиболее интенсивные оттепели, значительные осадки, гололеды и метели наблюдаются при выходе на Азовское море южных и юго-западных циклонов, приносящих в теплых секторах морской тропический воздух со Средиземного и Черного морей.

Эти циклоны часто являются низкими барическими образованиями, перемещаются сериями (по 2 3 члена в серии) и при выходе с акватории Черного моря быстро заполняются.

Термобарическое поле данных процессов характеризуется теплым гребнем, направленным с района о. Мадейра на Британские острова, и обширной ложбиной, направленной с востока Баренцева моря на центральную часть Средиземного моря.

Частные циклоны на юго-западе Черного моря появляются преимущественно на юго-восточной периферии обширного циклона над Средиземным морем, под зоной расходимости воздушных течений при скорости ветра в средиземноморской ветви полярной ВЗФ более 50 60 км/ч и контрасте температур более 10 °С на 1000 км.

Возникающие циклоны перемещаются с северо-запада Черного моря на северо-восток со средней скоростью 30 60 км/ч. В январе марте, когда ВФЗ наиболее активна, скорость их перемещения достигает 70 80 км/ч.

Переход к весеннему сезону характеризуется повышением роли радиационного фактора с усилением влияния подстилающей поверхности. По условиям циркуляции начало весны связано с ослаблением северо-восточных процессов и усилением западных.

В связи с прогреванием Евразийского материка разрушается восточный антициклон. Его влияние еще сказывается в марте и апреле, когда в систему антициклона входят ядра с запада и северо-запада. Так, в первую половину весны условия для стационирования антициклонов над юго-востоком ЕЧС еще сохраняются, продолжительность существования этих процессов и характер погоды в них полностью соответствуют зимним.

Весенний сезон характеризуется усилением азорского антициклона, который постепенно распространяется к востоку и северу.

Вынос тропического воздуха в рассматриваемый район происходит обычно начиная с апреля, когда наблюдается ослабление обширного антициклона над Сибирью и Казахстаном. Тропические воздушные массы выносятся в район Азовского моря южными циклонами ежегодно. Эти циклоны выходят на юго-восток Черного моря и Северный Кавказ из Малой Азии и Ирака. Больше всего южных циклонов наблюдается <в апреле (30 %), а меньше всего в сентябре.

Наличие устойчивого высотного гребня над Западной и Центральной Европой при этих процессах способствует проникновению холодных воздушных масс на Балканский полуостров и западную часть Турции. При этом над территорией Кавказа наблюдается адвекция тепла Во вторую половину весеннего сезона межширотный обмен над югом ЕЧС ослабевает. Усиливается азорский антициклон, повторяемость циклонов уменьшается. В мае характер погоды приближается к летнему.

Летний сезон характеризуется высокой интенсивностью солнечной радиации и слабой адвекцией. Район Азовского моря попадает в сферу влияния южных, юго-западных и западных синоптических процессов и значительно реже северо-западных. В этот сезон для барического поля характерны слаборазвитые размытые области повышенного и пониженного давления. Небольшие циклонические возмущения возникают под влиянием орографии и термической неоднородности подстилающей поверхности. Ядра высокого давления образуются над морями или являются отдельными образованиями азорского антициклона. Вторжения арктического воздуха летом полностью прекращаются. Азорский антициклон постепенно распространяется на восток. Выход антициклонов азорского происхождения на Европу характеризует начало летнего сезона. Над югом ЕЧС образуется широкая полоса повышенного давления. Чаще всего она представлена в виде отрогов, ориентированных с запада на восток от стационарных антициклонов над Центральной Европой.

Высотная фронтальная зона поднимается к северу и распространяется над центральными и северными районами ЕЧС, поэтому западные и северо-западные циклоны летом встречаются редко.

Над обширными районами Средней Азии формируется термическая депрессия, нередко распространяющаяся на юго-восток ЕЧС. По северной периферии этой депрессии поступает сухой континентальный воздух умеренных широт, а иногда тропический континентальный воздух. При этом устанавливается жаркая сухая погода.

Летний сезон, особенно его вторая половина, характеризуется преобладанием областей повышенного давления. Области низкого давления представлены преимущественно слабовыраженными циклонами и ложбинами.

Атмосферные процессы осенью и весной сходны, но развиваются в обратном порядке. В начале осени азорский антициклон начинает ослабевать, его ядра все реже выходят на территорию Европы.

Высотная фронтальная зона, постепенно опускаясь к югу, располагается над центральными районами ЕЧС. Спускаются ниже и траектории исландских циклонов, но над рассматриваемой территорией еще наблюдается антициклогенез. В этом основное различие весеннего и осеннего сезонов. В сентябре начинаются вторжения арктического воздуха, по небольшие и кратковременные. В основном они захватывают восточную часть ЕЧС. Постепенно их повторяемость и интенсивность увеличиваются, достигая максимума зимой.

В течение осени влияние азорского антициклона на район Азовского моря полностью прекращается и вместо него в октябре ноябре начинает оказывать влияние развивающийся сибирский антициклон. На юго-востоке ЕЧС частично создаются условия для стационирования антициклонов.

Во вторую половину осени усиливается циклоническая деятельность. Растет повторяемость южных и западных циклонов. Таким образом, условия циркуляции атмосферы во вторую половину осени приближаются к условиям зимнего сезона.