Гидрометеорология и гидрохимия морей (стр. 6 )

Как видно из рисунка, характеристики среднего ветра для открытой части моря мало меняются по направлениям, особенно летом, что вполне законо­мерно, так как розы ветров в море близки к круго­вым. Тем не менее при определенных румбах ско­рости ветра несколько выше. Так, зимой на севере и востоке моря наибольшую повторяемость имеют ветры северной и северо-восточной четверти, а наи­большие скорости ветра приходятся на юго-восточные и западные румбы. В центральной и южной частях моря наибольшие скорости ветра тяготеют к преобладающим восточным и западным направле­ниям. Летом на всей акватории моря преобладают ветры юго-западной четверти, а наибольшие ско­рости ветра соответствуют этим румбам только в южной части моря. В западной части моря наиболь­шие скорости приходятся на северо-восточные румбы. В северных и центральных районах моря скорости ветра практически одинаковы для всех румбов.

На побережье, где существенную роль играет ре­льеф окружающей местности, преобладают не груп­пы направлений, а отдельные румбы, и, как прави­ло, наибольшие средние скорости ветра не совпада­ют с преобладающими направлениями. При этом в зависимости от ориентации долин и берегового ре­льефа наибольшие скорости имеют восточные (Ана­дырь, корякское побережье. Алеутские острова), либо северные (Оссора, м. Африка) ветры.

Рис. 11.4. Изменчивость режимных характеристик ветра по направлениям в январе и июле.

а — Анадырь; б — Апука; в — Корф; г — Оссора; д — Мыс Африка; е — север восточного свала глубин; ж — центральная часть восточного свала; з — центральная глубоководная часть; ы — камчатский тихоокеанский район; к — район Алеутских островов. 1 — средняя скорость V;2 — среднее квадратическое отклонение о; 3 — повторяемость направлений Р; 4 — скорость, возможная 1 раз в 100 лет ,V 100

Средние квадратические отклонения меняются по направлениям меньше, нежели средние скорос­ти. Особенно это характерно для открытой части моря. Характер зависимости этой величины от на­правления ветра аналогичен описанному выше.

Наиболее существенное влияние при работе в море оказывает ветер и связанное с ним волнение, особенно когда ветер достигает опасных и стихий­ных значений. По показателям „бурности" Берин­гово море, наряду с Охотским, выделяется среди ос­тальных морей северного полушария [28, 38].

Характерной особенностью Берингова моря яв­ляется ярко выраженный годовой ход повторяемос­ти штормовых ветров (³15 м/с), что связано с сезон­ной изменчивостью циркуляционных процессов в этом районе. В период с октября по апрель Беринго­во море находится под влиянием алеутской депрес­сии, в которую часто входят циклоны, перемещаю­щиеся главным образом от Японии через северо-запад Тихого океана к Алеутским островам. Повто­ряемость штормовых ветров в это время года состав­ляет 15—20 % в центральной части моря, а в районе Алеутских островов повторяемость штормов дости­гает 25 % (рис. 11.5). Изотахи на рис. 11.5 проведе­ны по данным судовых наблюдений за 30-летний период. Наиболее резкое усиление штормовой ак­тивности происходит осенью (сентябрь—октябрь) и достигает максимума в ноябре—декабре, а в тече­ние зимы меняется мало. Летом с ослаблением цик­логенеза повторяемость штормовых ветров повсе­местно не превышает 2—3 %. Минимум повторяе­мости штормов отмечается в июле—августе.

Заметно большая, чем в море, повторяемость штормового ветра отмечается в береговой зоне на высоких скалистых берегах и мысах, далеко вдаю­щихся в море. Напротив, в заливах, бухтах и на ровных открытых берегах повторяемость таких вет­ров существенно меньше. Обусловлено это различи­ем в механизме формирования режимов штормово­го ветра в море и на берегу.

Рис. 11.5. Повторяемость сильного (V ³ 10 м/с) (а, в) и штормового ветра (V > 15 м/с) (б, г) в январе (а, б) и июле (в, г).

Таблица 11.2

Повторяемость (%) штормового ветра (V ³15 м/с) по направлениям в январе

Примечание. N — количество наблюдений.

В дополнение к общей картине в табл. 11.2 пред­ставлены рассчитанные розы штормового ветра для тех районов, в которых число случаев со скоростью ³15 м/с было достаточно большим. Зимой на боль­шей части акватории Берингова моря наиболее часты штормовые ветры северо-восточной четверти, характерные в основном для тыловых частей цик­лонов. На юге же моря — близ Алеутских остро­вов — преобладают восточные штормы. Среди дру­гих направлений выделяются также южные и юго-восточные.

Такая картина в преобладании штормовых вет­ров двух основных направлений объясняется также тем, что зимой штормовая активность определяется главным образом циклонической деятельностью.

Рис. 11.6. Повторяемость (%) штормового ветра за год. а — V ³ 20 м/с; б — V ³ 30 м/с.

Ослабление циклонической циркуляции летом, хотя и не позволяет построить соответствующие розы, тем не менее достаточно определенно свиде­тельствует о сезонной изменчивости направлений штормового ветра.

К важнейшим характеристикам режима ветра относятся также вероятности штормов различной силы. Так как по фактическим данным зачастую невозможно определить вероятности больших ско­ростей ветра, то эти значения определялись по кри­вым распределений, которые спрямлялись на функ­циональных сетках закона Вейбулла и соответст­венно экстраполировались в область больших зна­чений. Карты повторяемости штормовых ветров различной скорости ( ³15, ³ 20 и ³ 30 м/с) для зим­него и летнего сезонов приведены на рис. 11.5 и 11.6.

Остановимся кратко на основных особенностях пространственно-временного распределения штор­мов в Беринговом море. Для зимы, когда штормо­вая активность достигает своего максимума, харак­терны наибольшие пространственные контрасты в поле повторяемости опасных ветров. Так, повторяе­мость штормов со скоростью ветра ³ 15 м/с превы­шает 25 % в районе Алеутских островов, тогда как в Карагинском заливе она менее 12 %, на севере же моря колеблется в пределах 15—17 %.К лету штормовая активность затихает, что обу­словлено значительным уменьшением глубины цик­лонических образований, однако повторяемость числа циклонов, выходящих на Берингово море, снижается незначительно [39].

Повторяемость штормов в это время года не превышает 1—3 %, а ураганных ветров скоростью ³ 30 м/с — 0,05 %.Как видно на приводимых схемах, зоны наи­большей повторяемости штормовых ветров, охва­тывая всю глубоководную часть моря, тяготеют тем не менее к ее южной части. Такое распределение яв­ляется следствием активного циклогенеза, развива­ющегося на арктическом и полярном фронтах, дис­лоцирующихся в области, которая в статистичес­ком смысле составляет алеутскую депрессию.

Максимальные скорости ветра зимой в море ко­леблются в пределах 38—45 м/с; на берегу и остро­вах, как уже отмечалось, вследствие орографии, мысовых и аэродинамических эффектов картина распределения довольно пестрая. Летом же макси­мальные скорости значительно меньше — до 37 м/с.

Рис. 11.7. Средняя продолжительность (ч) штормового ветра (V 15 м/с) зимой (в) и летом (б).

Помимо приводимых выше данных, важное зна­чение приобретают временные характеристики. На рис. 11.7 представлены карты средней непрерывной продолжительности штормового ветра (V ³ 15 м/с) для двух сезонов. Непрерывная продолжительность определялась по данным синоптических карт. Под­ход к определению этой характеристики был такой же, как и для береговых станций, т. е. скорость ветра, отмеченная в срок, являлась характерной для интервала времени между сроками. Анализ данных показывает, что имеется достаточно тесная связь между средней непрерывной продолжитель­ностью штормов и их повторяемостью. Так же, как и повторяемость, продолжительность штормов больше зимой. Средняя непрерывная продолжи­тельность ветров со скоростью ³ 15 м/с на большей части территории составляет 10—11 ч зимой и 6— 7 ч летом. В южной части моря, в районе активного циклогенеза располагается штормовой очаг, сохра­няющийся в течение года: как летом, так и зимой здесь отмечается наибольшая повторяемость ско­ростей ветра ³ 15 м/с и наибольшая непрерывная продолжительность этих ветров. В отдельных слу­чаях штормовые скорости ветра могут отмечаться в течение 3—4 сут. Надо также заметить, что при оп­ределенных направлениях ветра продолжитель­ность штормов может довольно сильно отличаться от средней продолжительности. Так, согласно [17], в открытом море штормы при северных и северо­восточных ветрах могут продолжаться до 5—6 сут. На Алеутских островах наиболее продолжительные периоды со скоростью ветра более 15 м/с наблюда­ются при восточных и юго-восточных ветрах.

В отдельных районах побережья, где есть мест­ные условия, способствующие увеличению скорос­ти ветра (станция расположена на мысах, в речных долинах) наблюдается увеличение непрерывной продолжительности, особенно при определенных направлениях ветра по сравнению с соседними участками побережья. С увеличением защищеннос­ти (бухта, глубоко врезанный залив) резко умень­шается вероятность штормовых ветров и их продол­жительность (табл. 11.3). Из таблицы также видно, что с увеличением интенсивности штормов их не­прерывная продолжительность уменьшается в сред­нем на 2—3 ч.

Таблица 11.3

Характеристики непрерывной продолжительности т штормов различной силы за год

Как известно, атмосферные процессы испытыва­ют значительные межгодовые колебания, которые проявляются и в режиме штормовых ветров. Одна­ко в море из-за отсутствия длительных серий на­блюдений межгодовую изменчивость можно вы­явить лишь опосредованно по косвенным призна­кам. Так, за характеристику штормовой активнос­ти (ША) обычно принимают число дней со скорос­тью ветра S 15 м/с. Как правило, эта характеристи­ка при соответствующем осреднении является до­статочно надежной для оценки климатического тренда.

Для оценки ША в Беринговом море были ис­пользованы синоптические бюллетени Гидромет­центра СССР за 1950—1987 гг. К сожалению, в них приводится лишь одна карта погоды за сутки (срок 3 ч мск), и ША месяца в каком-либо районе харак­теризуется в таком случае числом карт, когда ско­рость ветра в нем была > 15 м/с. Расчеты скоростей ветра по барическим полям наиболее надежны для холодного полугодия, когда синоптические процес­сы более акцентированы. Поэтому межгодовая из­менчивость исследовалась по данным не за год, а за холодный период (октябрь—март). Графики измен­чивости ША, сглаженные по пятилетиям, в четы­рех районах моря приводятся на рис. 11.8.

Таблица 11.4

Периоды штормовой активности (ША) я Беринговом море, сглаженные по скользящим пятилетиям

На них также показаны границы отклонений от средних, равные ± о, в пределах которых значения ША можно считать близкими к климатической норме. Годы с числом дней выше или ниже нормы относят­ся к периодам высокой или низкой ША (табл. 11.4). По графикам можно также определить продолжи­тельность цикла ША, под которым следует, види­мо, понимать промежуток времени как с повышен­ной, так и с пониженной активностью относительно средних значений.

Рис. 11.8. Повторяемость Р штормов (V> 15м/с) за холодный период с осреднением по скользящим пятилеткам.1 — центральная глубоководная часть; 2 — север восточного свала глу­бин; 3 — западная глубоководная часть; 4 — юг восточного свала глу­бин.

Как видно из графиков рис. 11.8, за 35-летний период было два максимума ША. Первый (и преоб­ладающий) отмечался в конце 50-х годов; второй (меньший и менее выраженный) пришелся в запад­ной и восточной частях Берингова моря на середину 70-х годов, в центре и на севере — на конец 70-х — начало 80-х годов. Цикл колебаний ША составляет 20—25 лет, причем больше он в центральной части и на севере моря, меньше — на западе и востоке.

Амплитуда повторяемости ША, как и другой пока­затель изменчивости (среднее квадратическое от­клонение), наибольшая в центральных районах моря, наименьшая — на юго-востоке.

Такое различие как в продолжительности квази­циклов, так и в показателях изменчивости можно объяснить тем, что в центральной части Берингова моря располагается как бы демаркационная зона, разделяющая области с различными синоптически­ми процессами над северо-западным и северо-вос­точным регионами Тихого океана [2]. Эти разли­чающиеся циркуляционные механизмы проявля­ются также в формировании двухцентровой алеут­ской депрессии и в противофазности изменчивости отдельных гидрологических элементов в западной и восточной частях Берингова моря [8].

Следует заметить, что используемый период обобщения судовых наблюдений за 1961—1975 гг. приходится на цикл пониженной ША.. И хотя это обстоятельство учитывалось при расчетах характе­ристик ветра редкой повторяемости, тем не менее не исключается возможность их занижения.

В табл. 11.5 для квазиоднородных районов моря даны наибольшие скорости ветра различной вероят­ности за год и по сезонам. О пространственном рас­пределении скоростей ветра, возможных 1 раз в 100 лет, дает представление рис. 11.9.

Рис. 11.9. Распределение скоростей ветра (м/с), возможных 1 раз в 100 лет (годовые данные).

Таблица 11.5

Расчетная скорость ветра (м/с) в Беринговом море

Как показывают приводимые данные, наибольшие значения расчетных скоростей ветра наиболее вероятны на юге Берингова моря, где ежегодно могут отмечаться ураганные (более 30 м/с) ветры. Раз в 100 лет скорости могут достигать 44—45 м/с. Однако и это не предел. В прилегающих к Камчатке районах Тихого океана, где зимние циклоны чаще всего достигают своего максимального развития, получены расчетные скорости, равные 47—50 м/с. Для сравнения можно указать, что на севере моря скорости такой обеспеченности (1 раз в 100 лет) не превышают 39—42 м/с.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10