Статья: Конвективные явления на территории Иркутской области в 2000-2013 гг.

Рис. 3 Синоптико-климатическое районирование территории Иркутской области. Районы: 1 - Северный, 2 - Западный, 3 - Центральный, 4 - Верхне-Ленский, 5- Южный

В годовом распределении кучево-дождевых облаков прослеживается увеличение повторяемости в период с января по октябрь, что указывает на совместный вклад в их образование термического фактора (в основном в летние месяцы) и вынужденной конвекции при прохождении атмосферных фронтов (в основном в переходные сезоны года). В пространственном отношении максимальная повторяемость кучево-дождевой облачности в 20002013 гг. приходится на станции Северного района - Новая Игирма (42 %) и Западного района - Икей (40 %), а минимальная повторяемость отмечалась на байкальской станции Сарма (3 %).

Наиболее значительные атмосферные осадки (120 мм/сут.) отмечались на территории Иркутской области в 2000-2013 гг. только в летние месяцы. В июне такие суммы осадков были зафиксированы только в Южном районе (Черемхово, Хамар-Дабан, Байкальск, Мангутай, Утулик), что составляет ~3 % от общего числа метеорологических станций и постов на территории области. В июле 2000-2013 гг. число метеорологических станций с количеством выпавших атмосферных осадков 120 мм/сут. возрастает до 20, что составляет около 12 % от их общего числа. Такие осадки отмечались преимущественно в Южном районе (Ангарск, Савватеевка, Иркутск, Тальяны, Хайта, Новожилкино, Раздолье, Большебельск, Хамар-Дабан, Большой Уш- каний, Маритуй, Мурино, Выдрино), реже - в Северном (Железногорск, Тунгусы, Верхнекарелина, Дубынино), Западном (Нерой, Саянск) и Верхне- Ленском районах (Большая Торель). В августе 2000-2103 гг. число метеорологических станций и постов с количеством атмосферных осадков 120 мм/сут. уменьшается до 8, что составляет ~5 % от их общего числа. Такие осадки наблюдались в основном в Южном (Усть-Ордынский, Ахины, Савватеевка, Хамар-Дабан, Олха, Мангутай, Выдрино) и Северном районах (Бур).

Аналогично проведено исследование пространственно-временных особенностей распределения числа дней с грозой по данным наблюдений 86 метеорологических станций и 85 метеорологических постов в период 20072013 гг. (до 2007 г. не было данных по метеорологическим постам). В апреле число дней с грозой на метеорологических станциях и постах Иркутской области обычно не превышало одного дня, т. е. грозы в апреле - достаточно редкое погодное явление. Они имели в основном локальный характер, отмечались преимущественно в Южном и Западном районах, чаще всего в предгорьях Прибайкальского хребта и на наветренных склонах горных систем Хамар-Дабан и Восточного Саяна. Максимальное число дней с грозой (1) в апреле 2007-2013 гг. отмечалось на метеорологических постах Куреть и Мангутай, расположенных на побережье оз. Байкал, а также на ст. Кутулик, что в пределах Иркутско-Черемховской равнины.

В мае 2007-2013 гг. на метеорологических станциях Иркутской области чаще всего отмечался один день с грозой. Максимальное число дней (2) было зарегистрировано в предгорьях Восточного Саяна (Талая, Сарам). На станциях Кунерма, Качуг и на метеорологическом посту Коношаново, которые расположены в Центральном и Верхне-Ленском районах, а также на ст. Томпа, которая находится на северо-восточном побережье оз. Байкал, грозы в мае в исследуемый период не отмечались.

В июне 2007-2013 гг. на метеорологических станциях и постах Иркутской области чаще всего отмечалось 5 дней с грозой. Максимальное число дней (10) в исследуемый период зафиксировано в Западном районе Иркутской области в предгорьях Восточного Саяна (Дабады, Георгиевка). В единичном случае за весь иследуемый период грозы отмечались на метеопосту Маритуй и ст. Баргузинский заповедник, расположенных на побережье оз. Байкал, а также на станциях и метеопостах: Свирск, Ахины, Заваль и Октябрьск, которые расположены по долине р. Ангары.

Июль - самый «грозоопасный» месяц на территории Иркутской области. В 2007-2013 гг. на метеорологических станциях и постах чаще всего отмечалось 7 дней с грозой (рис. 4). Наибольшее число дней (15) выявлено в предгорьях Восточного Саяна (Дабады), несколько меньшее число дней отмечалось на высокогорных станциях Сарам (13) и Георгиевка (12). Выделяется очаг увеличения числа дней с грозой в Западном районе на ст. Выдрино-на-Чуне (11) и ст. Шиткино (10). Минимальное число дней с грозой (1) отмечалось на ст. Чанчур.

В августе 2007-2013 гг. на метеорологических станциях и постах Иркутской области отмечалось в основном 3 дня с грозой, что в два раза реже по сравнению с июлем. Выявлено увеличение числа дней с грозой в Западном районе, а также локальные очаги повышенного количества гроз на метеорологических станциях, расположенных по долине р. Ангары. Максимальное число дней с грозой (11) отмечалось в предгорьях Восточного Сая- на на ст. Дабады, а минимальное (~1) - на метеопосту Чанчур и ст. Ахины.

Рис. 4 Среднее число дней с грозой на территории Иркутской области в июле 2007-2013 гг.

В сентябре 2007-2013 гг. чаще всего число дней с грозой не превышало 1. Максимум числа дней с грозой наблюдался на высокогорной станции Хамар-Дабан (2). Выделяются максимумы числа дней (1-2) в Северном районе (Ербогачен, Перевоз, Усть-Кут), Западном районе (Шиткино, Новочун- ка), а также в предгорьях Восточного Саяна. В сентябре за весь исследуемый период грозы не отмечались только на ст. Чанчур, расположенной в Верхне-Ленском районе в предгорьях Байкальского хребта в долине р. Чанчур.

Для оценки долговременных тенденций были рассчитаны величины коэффициентов линейного тренда числа дней с грозой по данным сети метеорологических станций и постов за период 1987-2013 гг. Следует отметить, что значимость коэффициентов линейного тренда, оцениваемая через коэффициенты детерминации, не превышала 0,5, т. е. была < 25 %.

Следовательно, на территории Иркутской области в 1987-2013 гг. не выявлено значимых линейных изменений многолетнего числа дней с грозой. Можно лишь отметить некоторые общие тенденции. Для большинства исследуемых станций в первой половине XXI в. по сравнению со второй половиной XX в. число дней с грозой несколько увеличилось в июне и июле и уменьшилось в августе. Наглядно это видно на примере ст. Иркутск (рис. 5).

На станции Большой Ушканий, расположенной на побережье оз. Байкал, высокогорной станции Хамар-Дабан и ряде станций, расположенных в Западном районе в предгорьях Восточного Саяна (Дабады, Червянка) в последнее десятилетие отмечалось увеличение числа дней с грозой в период с июня по сентябрь (рис. 6).

Рис. 5 Распределение числа дней с грозой на ст. Иркутск в различные месяцы теплого периода в 1987-2013 гг.

Рис. 6 Распределение числа дней с грозой на ст. Большой Ушканий в различные месяцы теплого периода в 1987-2013 гг.

Также для исследования многолетних тенденций были построены карты разности числа дней с грозой за два периода: 2007-2013 гг. и 1987-2006 гг. Оказалось, что в мае 2007-2013 гг. по сравнению с многолетними данными за прошлый период (1987-2006 гг.) число дней с грозой на большей части территории Иркутской области незначительно уменьшилось.

В июне 2007-2013 гг. отмечается увеличение числа дней с грозой на территории Иркутской области по сравнению с прошлым периодом. Максимальное увеличение числа дней отмечается в предгорьях Восточного Сая- на - ст. Дабады (6). Можно отметить также увеличение числа дней с грозой в Северном районе Иркутской области - станции Перевоз (4) и Мама (4); Центральном районе - Братск (3) и Калтук (3); Верхне-Ленском районе - ст. Орлинга (4); Западном районе - станции Червянка (5), Новочунка (3) и Нерой (3); Южном районе - Бохан (2), Шелехов (3) и также на станциях, расположенных на побережье оз. Байкал - Байкальск (2) и Большой Ушканий . Уменьшение числа дней с грозой (1) в июле наиболее выражено на северных станциях Ика и Визирный, а также на байкальской ст. Большое Голоустное.

В июле 2007-2013 гг. на террритории Иркутской области аналогично июню преобладали тенденции увеличения числа дней с грозой. Особенно это выражено в Западном районе - станции Дабады (9), Червянка (5), Зима и Икей (3); Центральном и Южном районах Иркутской области - станции Балаганск (3), Шелехов (3) и Ангарск (4). Уменьшение числа дней с грозой наиболее выражено на северной станции Визирный (4) и прибайкальских станциях Узур (3) и Еланцы (2).

В августе 2007-2013 гг. практически повсеместно на территории Иркутской области отмечается уменьшение числа дней с грозой, которое наиболее выражено в Верхне-Ленском районе - ст. Карам (4); Северном районе - Новая Игирма (3) и Железногорск (3); Южном районе - станции Патроны (4) и Баяндай (3). Увеличение числа дней с грозой отмечалось в предгорьях Восточного Саяна - ст. Дабады (6) и в Западном районе - ст. Червянка (3).

В сентябре 2007-2013 гг. число дней с грозой в целом изменилось незначительно по сравнению с прошлым периодом.

В исследуемый период (2007-2013 гг.) по материалам ежедневных синоптических карт (кольцевых, приземных и высотных (АТ-700 гПа)) определялся характер внутримассовых гроз по типу неустойчивой воздушной массы и погодным условиям в ней. Формирование гроз рассматривалось в пределах трех синоптико-климатических районов: Южного, Северного и Западного, где имелись данные температурно-ветрового зондирования. Кроме того, выбранные районы занимают значительную площадь территории Иркутской области и существенно различаются по характеру рельефа.

Оказалось, что во всех исследуемых районах внутримассовые грозы чаще всего отмечались в местной неустойчивой воздушной массе в послеполуденные и вечерние часы суток (> 40 %). Особенно это выражено в пределах Северного района, где повторяемость внутримассовых гроз в местной воздушной массе составляет около 70 % случаев. В пределах Западного и Южного районов Иркутской области внутримассовые грозы чаще наблюдались в теплой или холодной неустойчиво стратифицированных воздушных массах (рис. 7).

Грозы в местной неустойчиво воздушной массе чаще всего отмечались в вечерние часы суток в малоградиентном поле пониженного либо повышенного давления у поверхности Земли. Образование гроз происходило на фоне хорошо выраженного суточного распределения метеорологических величин, при повышении температур воздуха и падении атмосферного давления в дневные часы. В условиях дневного прогрева наблюдались восходящие потоки воздуха, которые способствовали развитию кучево-дождевой облачности до высоты > 9 000 м при высоте уровня конденсации < 1 300 м.

На внутримассовый характер гроз указывает ее очаговость на снимках облачного покрова (рис. 8), а также отсутствие зоны бароклинности и высоких температурных градиентов на карте АТ-850 гПа.

Фронтальные грозы в Южном и Западном районах Иркутской области в большинстве случаев (65 и 76 % соответственно) отмечались при прохождении основных холодных фронтов. На теплых атмосферных фронтах грозы возникали чаще всего при реализации энергии гидродинамической неустойчивости в облаках затопленной конвекции (системы облаков №) и отмечались преимущественно в Северном районе Иркутской области (42 %). Реже всего грозы фиксировались на фронтах окклюзии циклона, вступающего в заключительную стадию развития (стадию заполнения холодным воздухом), где горизонтальные градиенты температур в зоне фронта уменьшаются и конвективные движения затухают (табл. 1).

Рис. 7 Повторяемость гроз (%) в различных типах неустойчивых воздушных масс на территории Иркутской области в 2007-2013 гг.

Рис. 8 Внутримассовые грозы в дневные часы суток на территории Сибири и Монголии на спутниковых снимках облачного покрова

Таблица 1

Повторяемость (%) гроз на территории Иркутской области при прохождении различных типов атмосферных фронтов в 2007-2013 гг.

В Южном районе грозы чаще наблюдались при циклональном типе погоды, в основном при выходе южных (38 %) и западных (21 %) циклонов, как внутримассовые - в малоградиентных барических полях (15 %) и на восточной периферии антициклона, смещающегося с запада (17 %). В Северном районе преобладали фронтальные грозы при выходе западных (24 %) и ныряющих (20 %) циклонов либо внутримассовые грозы в размытых барических полях пониженного или повышенного атмосферного давления (26 %). В Западном районе наиболее вероятны фронтальные грозы при выходе южных (22 %) и западных (18 %) циклонов либо внутримассовые грозы при смещении антициклонов с северо-запада (22 %) (рис. 9).

Рис. 9 Повторяемость (%) различных типов приземного поля давления при грозах на территории Иркутской области в 2007-2013 гг.

В большинстве случаев на высотах АТ-700 гПа (3 км) при образовании гроз на территории Иркутской области наблюдалась высотная ложбина: от 51 % случаев - в Северном районе до 77 % - в Южном районе. Реже всего (1-11 %) грозы фиксировались при прохождении осей высотного гребня, что объясняется высокой вероятностью процессов размывания атмосферных фронтов (фронтолиза) в этой части высотного барического образования.

Заключение

Впервые за 2000-2013 гг. построены карты распределения повторяемости кучевых и кучево-дождевых облаков, количества дней с грозой и ливневыми осадками на территории Иркутской области по данным 86 метеостанций и 85 метеорологических постов.

Выявлены сезонные различия в распределении повторяемости кучевых и кучево-дождевых облаков. Основной максимум повторяемости кучевых облаков наблюдается в июле при развитии термической конвекции в послеполуденные и вечерние часы, а основной максимум кучево-дождевых облаков - в осенние месяцы при прохождении атмосферных фронтов.