Материал: Распространение антициклонов на территории Беларуси

) размещением территории республики в умеренных широтах;

) преобладанием равнинного рельефа;

) близостью Атлантического океана;

) отсутствием крупных горных преград на путях воздушных масс на соседних с республикой территориях.

Основные черты климата Беларуси определяются географическим положением страны в средних широтах, относительной близостью к Атлантическому океану, преобладающим западным переносом воздушных масс и равнинным рельефом, который не препятствует перемещению воздушных масс в различных направлениях.

На территории Беларуси климат определяется как переходный от морского к континентальному. Основные его черты: зима - мягкая и влажная, с частыми оттепелями, лето - относительно прохладное и солнечное. Климатические показатели в разных регионах республики довольно значительно различаются. Основными среди них являются: солнечная радиация, атмосферная циркуляция, температура воздуха, влажность воздуха и осадки.

Особенности изменения угла падения солнечных лучей и продолжительности дня приводят к заметным различиям в количестве солнечной радиации, получаемой северными и южными районами страны (причем как в годовом выводе, так и по сезонам года). Важнейшим климатообразующим процессом на территории Беларуси является западный перенос воздушных масс. С западным переносом; со стороны Атлантического океана вместе с циклонами, образующимися на полярном (умеренном) и арктическом фронтах, приходят морские воздушные массы. Значительно меньшее влияние на климат страны оказывают арктические и тропические воздушные массы.

Зимой над Евразией формируется Азиатский максимум. Повторяемость погоды зимой, устанавливающейся под воздействием Азиатского антициклона, составляет 18-20%, весной и осенью - 10-14%. Интенсивность влияния Азиатского антициклона уменьшается в направлении с востока на запад. Летом Азорский максимум, постоянно находящийся в тропических широтах смещается на север и его восточное ответвление проходит к югу от Беларуси. Азорский максимум в целом определяет характер погоды страны в летний период. Повторяемость погоды летом, устанавливающейся под влиянием этого антициклона, составляет около 18%.

В среднем за год на территорию Беларуси приходят или непосредственно над ней формируются 15-16 антициклонов. Более заметное влияние на климат Беларуси оказывают циклоны. Их воздействие на условия и характер погоды происходит на протяжении 150-160 суток в году. Циклональная циркуляция оказывает воздействие на погоду в течение примерно 216 суток. Циклоны, как известно, образуются на арктическом и полярном фронтах, но могут также возникать и в результате неравномерного нагревания земной поверхности.

В умеренных широтах преобладает западный перенос воздушных масс, поэтому для республики наиболее характерны западные ветры. В связи с изменением атмосферного давления зимой и летом направление ветров немного изменяется. Зимой преобладают юго-западные ветры, а летом - северо-западные (рис. 3.1). Повторяемость юго-западной части горизонта

-50%. Юго-восточные ветры, связанные с юго-западной периферией сибирского антициклона или малоподвижными антициклонами Восточной Европы, их повторяемость 15-20%. Весной и осенью воздушные течения менее определены, чем летом и зимой. Ветры всех направлений почти равновероятны, хотя весной более выражены ветры юго-восточного направления, а осенью - юго-западного и западного. Максимальная повторяемость направлений ветра смещается в течение года по часовой стрелке [7].

Арктический воздух проникает чаще всего в тыл циклонических серий, движущихся на восток или северо-восток. При этом наступает резкое похолодание, сопровождающееся, особенно летом, порывистым ветром и переменной облачностью. Проникновение континентальных арктических и умеренных воздушных масс учащается к востоку, что и вызывает понижение зимних температур.

Тропический воздух для территории Белоруссии менее характерен, чем умеренный и арктический. Его распространение ограничивается преимущественно юго-восточной частью республики. Приход тропического воздуха зимой, что наблюдается очень редко, обусловливает резкие повышения температуры и сильные оттепели. Летом участие тропического континентального воздуха в климатообразовании увеличивается, он отличается высокими температурами (до 38 °С) и сухостью. При своем продвижении на север в передней части циклонов он трансформируется в континентальный и умеренный воздух, несколько увеличивая свою влажность, а понижая температуру [1].

.1. Повторяемость направлений ветра для г. Минска, % [13]

Такая атмосферная циркуляция обусловила преобладание на протяжении всего года атлантического воздуха умеренных широт. С ним связаны пасмурная погода и дожди летом, снег и оттепель - зимой. С востока на территорию республики проникают континентальные воздушные массы. Они обычно приносят сухую погоду зимой и летом. Периодически на территорию Беларуси поступают арктические воздушные массы. Северные ветры вызывают поздние весенние и ранние осенние заморозки, сильные морозы зимой.

Характерной чертой атмосферной циркуляции на территории Беларуси является частая смена циклонов и антициклонов. Частое чередование разных типов воздушных масс приводит к неустойчивости погоды, особенно осенью и весной [5]. В среднем за год скорость ветра в республике составляет 3,5 м/с на равнинах и возвышенностях и 3,0-3,5 м/с на низменностях и по долинам рек. Наиболее характерны для республики слабые ветры (2-5 м/с).

Умеренные воздушные массы господствуют над территорией страны в течение всего года. Они формируются в основном над сушей и проникают на территорию страны с востока и юго-востока и зимой приносят похолодание, а летом - потепление и сухость. Наибольшая повторяемость умеренного континентального воздуха характерна для северо-восточной части Беларуси. На климат Беларуси значительное влияние оказывают арктические воздушные массы, которые попадают в страну в системе циклонов, образующихся на арктическом фронте и движущихся в основном в восточном и северо-восточном направлениях. Эти воздушные массы, формирующиеся над Шпицбергеном и Гренландией, двигаясь над теплой поверхностью Атлантического океана, приобретают свойства морских воздушных масс. Сталкиваясь с умеренными воздушными массами, они образуют холодные фронты, которые сопровождаются выпадением осадков, усилением ветров северных направлений и снижением температуры воздуха. Континентальные арктические воздушные массы приходят в Беларусь с северо-востока, с Карского и Баренцева морей, принося сильные ветры и обильные снегопады.

Арктические воздушные массы бывают над территорией Беларуси около 40-70 суток в году; зимой и летом они вызывают похолодание, весной - поздние заморозки, а осенью - ранние заморозки.

Тропические воздушные массы менее характерны для Беларуси, чем умеренные и арктические. Средняя их повторяемость составляет около 20-25%. Тропические воздушные массы приходят на территорию страны летом с юго-запада и юго-востока. Таким образом, для климата Беларуси характерно поступление различных воздушных масс, которые приносят тепло или холод и определяют выпадение осадков. Смена воздушных масс, взаимодействие циклонов и антициклонов, динамика атмосферных фронтов обусловливают перемену температур и неустойчивость режима погоды. Температура воздуха на территории страны характеризуется изменчивостью, непостоянством. Минимальные среднемесячные температуры наблюдаются в январе, а максимальные - в июле. В Минске, например, средняя многолетняя температура января составляет -6,9 °С, но один раз в четыре года она бывает ниже -9 °С или выше -4 °С. Средняя многолетняя температура июля в Минске составляет +17,8 °С, но один раз в 30 лет она превышает +30 °С.

Погода в антициклоне. Обычно с антициклонами связывают спокойную ясную или малооблачную погоду - но это очень общее представление, поскольку условия погоды в антициклоне различаются в зависимости от происхождения и свойств воздушных масс собственно антициклона и соседних с ним, влагосодержания и температуры его воздушной массы, особенностей подстилающей поверхности, рельефа местности, стадии развития возмущения, интенсивности нисходящих движений, времени года. Например, антициклоны в арктическом воздухе - преимущественно с ясной погодой, антициклоны с морским полярным воздухом нередко имеют пасмурную погоду. Температура тропосферы растет с возрастом антициклона, особенно при его стабилизации, что объясняется развитием нисходящих движений в антициклоне и динамическим нагреванием воздуха. В промежуточном и заключительном антициклоне холодный воздух, простирающийся до высот средней тропосферы, еще недостаточно прогрет динамически. Быстрое перемещение холодной воздушной массы в таких антициклонах создает неустойчивость стратификации с развитием турбулентности и конвекции, препятствуя нисходящим движениям.

Вместе с ростом температуры тропосферы, при развитии внетропического антициклона происходит увеличение высоты тропопаузы (до 10 - 11 км) и понижение температуры стратосферы. В среднем температура воздуха в тропосфере в области антициклона выше, чем в области циклона, в стратосфере температура воздуха в антициклоне, наоборот, ниже. При этом тропопауза над антициклоном лежит выше, чем над циклоном (отметим, что в циклоне тропопауза лежит на высотах 8 - 9 км). В субтропических антициклонах температура воздуха на всех высотах в тропосфере выше, чем в антициклонах умеренных широт (во-первых, воздух в субтропическом антициклоне является тропическим, хотя в нижней тропосфере периодически пополняется вторжениями быстро трансформирующегося полярного воздуха, во-вторых, при стабилизации антициклона воздух оседает и динамически прогревается). Теплая тропосфера в антициклоне компенсируется холодной стратосферой, причем, тропопауза лежит на высотах 12 - 13 км.

Распространение субтропических антициклонов в высокие широты в значительной степени обусловлены вторжением воздушных масс с высокой тропопаузой и холодной стратосферой, характерной для низких широт. Нисходящие движения в антициклоне удаляют воздух от состояния насыщения и обусловливают в антициклонических областях общее преобладание ясной погоды. Конденсация в антициклоне может быть вызвана преимущественно охлаждением воздуха от подстилающей поверхности или путем излучения, а также вследствие волновых процессов в атмосфере, поэтому она происходит в виде туманов, слоистых облаков и волнистых облаков под поверхностями инверсий. Летом, при отсутствии инверсий, в антициклонах могут наблюдаться конвективные облака. Характерной особенностью в вертикальном распределении температуры воздуха в антициклонах является наличие инверсий (радиационные инверсии - как результат выхолаживания нижних слоев воздуха от подстилающей поверхности, и инверсии оседания - как результат нисходящих движений воздуха и динамического его нагревания в антициклоне). Радиационные инверсии образуются преимущественно в ясные тихие ночи, особенно зимой. С приземными инверсиями часто связаны весенние и осенние заморозки. Большое значение в образовании приземных инверсий имеет рельеф местности. Холодный воздух, стекая вниз по неровностям рельефа, скапливается в котловинах, на дне долин, у подножия гор. Поэтому в горных районах приземные инверсии могут быть особенно сильными и мощными, обусловливая неоднородное распределение туманов и заморозков. При стабилизации внетропического антициклона оседание воздуха, связанное с нижней дивергенцией трения (а зимой и с охлаждением и уплотнением нижних слоев воздуха) может достигать величины 1 км за сутки. Между оседающим воздухом верхних слоев и холодным воздухом нижних инверсии оседания могут иметь значительную мощность. Холодный подвижный антициклон превращается в теплый стационарный. Таким образом, в устойчивых континентальных антициклонах к радиационным инверсиям присоединяются инверсии вышележащих слоев (инверсии оседания) - приземная инверсия может без разрыва перейти в инверсию оседания и в общем составить несколько километров по вертикали.

Под инверсиями оседания, нередко покрывающими большие районы, скапливаются пыль, частицы дыма и другие атмосферные частицы, переносимые снизу. Слои инверсии поэтому называют задерживающими слоями атмосферы. Под инверсией образуется высокий туман, который наблюдается как слоистые облака (St). Снижаясь, туман может достичь поверхности Земли. В горах при антициклонической погоде нередко в долине пасмурно и холодно, на высотах, над инверсией - ясно и солнечно. В слое инверсии поднимающийся воздух быстро выравнивает свою температуру со средою, и его подъемная сила исчезает. Появление кучевых облаков часто исключается существованием инверсий, либо малыми температурными градиентами. Поэтому конвекция над сушей в хорошо развитых антициклонах, содержащих инверсии оседания, развивается редко.

Если инверсия лежит выше уровня конденсации, то уже начавшие возникать облака мало развиваются по вертикали. Однако, при большой мощности и скорости восходящих движений воздуха они могут пробиться сквозь слой инверсии. Ночные приземные инверсии, придающие особую устойчивость нижнему слою атмосферы, вообще исключает возможность даже возникновения конвекции до тех пор, пока с восходом Солнца прогрев воздуха не приведет к разрушению инверсии.

Ниже уровня трения антициклон является областью дивергенции скорости. Центр антициклона у поверхности Земли лежит внутри холодного воздуха. В более высоких слоях атмосферы антициклон состоит из двух воздушных масс: здесь распределение температуры воздуха асимметрично: передняя часть антициклона холодная, тыловая - теплая (в отличие от антициклона, распределение воздушных течений в циклоне обусловливает в нем асимметричное распределение температуры воздуха как в значительной толще тропосферы, так и у поверхности Земли).

Рис. 3.2. Погода в антициклоне [3]

В центре антициклона у поверхности Земли фронты отсутствуют. Но, тем не менее, в антициклоне, при больших его размерах, у поверхности Земли даже в пределах одной и той же воздушной массы может существовать температурная асимметрия: в передней части антициклона ветры будут северной половины горизонта, в тыловой - южной, что допускает присутствие на периферии антициклона у поверхности Земли атмосферных фронтов. Линии фронта может также пересекать гребень по линии, примерно нормальной к его оси.

В случае промежуточного антициклона поверхность раздела между теплым и холодным воздухом в передней части холодной воздушной массы является холодным фронтом предыдущего циклона, в тыловой - теплым фронтом следующего циклона. На южной периферии промежуточного антициклона фронт у поверхности Земли чаще представлен размытой переходной зоной.

В заключительном или стационарном антициклоне фронтальная поверхность у поверхности Земли может с ней не пересекаться, размываясь в нижних слоях воздуха. В высоких слоях тропосферы вследствие асимметрии антициклона фронтальная поверхность находится в возмущенном состоянии, что указывает на взаимодействие воздушных масс при антициклогенезе. Фронтальные слои могут иногда располагаться и в центральной части антициклона.

Антициклон, как и циклон, является следствием волнообразования на фронте, но фронтальная поверхность в высоких слоях тропосферы в антициклоне связана с инверсией температуры, падением относительной влажности - конденсации вдоль этой поверхности не происходит, и значение ее для погоды гораздо меньшее, чем в циклоне.

Условия погоды в центре и на периферии антициклона. В центре антициклона в связи с нисходящими движениями воздуха преобладает малооблачная погода. При значительной влажности воздуха в холодную половину года под слоем инверсии оседания могут наблюдаться сплошные облака St и Sc. В любое время года в центральной части антициклона могут наблюдаться радиационные туманы.