Гидрометеорология и гидрохимия морей (стр. 9 )

Отдача тепла морем движущемуся над ним воз­духу происходит главным образом в холодную часть года, а также иногда летом в ночные часы. О продолжительности периода отдачи тепла морем воздуху можно приближенно судить по знаку раз­ности между средними месячными температурами поверхности воды и воздуха. По величине этой раз­ности можно получить представление и о величине отдачи тепла морем, поскольку количество тепла, отдаваемое водой воздуху, прямо пропорционально разности температур.

С сентября по апрель воды Берингова моря от­дают свое тепло воздуху, а в центральных и юж­ных районах даже в мае море теплее воздуха. С мая по август, наоборот, море само получает тепло (Tw - T < 0С).

Потеря тепла морем за счет теплообмена с возду­хом в сентябре еще мала, так как средняя месячная разность между температурой поверхности моря и воздуха в этом месяце над большей частью моря не превышает 0,5 °С. В последующие месяцы в связи с более частыми вторжениями холодных масс аркти­ческого воздуха эта разность заметно возрастает. Так, в октябре над северными районами моря она достигает 3—4 °С, в январе — 6—8 °С. В южной части моря, особенно в юго-восточной, эта разность значительно меньше и в течение холодного периода практически одинакова — около 2 °С (рис. 11.14).

Вышеприведенные разности указывают на то, что наиболее сильное охлаждение поверхности моря за счет теплообмена с воздухом наблюдается в северной части моря.

Рис. 11.14. Средняя месячная разность (0С) между температурой поверхности воды и температурой воздуха в январе (а), апреле (б), июле (в) и октябре (г).

Весной одновременно с наступлением в мае по­вышения температуры поверхности воды происхо­дит изменение знака теплообмена между воздухом и морем, в результате которого море начинает полу­чать тепло от движущегося над ним воздуха. Одна­ко нагревание поверхности моря за счет теплообме­на с воздухом в мае—июне еще мало, поскольку разность между средними месячными температура­ми поверхности воды и воздуха в это время бывает не более 1 "С. В последующие месяцы (июль—ав­густ) она несколько увеличивается. Над северными районами моря эта разность не превышает 1,5 °С, а над южными - около 1 °С. В сентябре знак этой разности уже меняется. Следовательно, в течение всего периода с мая по август включительно море получает тепло от воздуха. В этот период значение фактора теплообмена в температурном режиме моря очень небольшое, в то время как в холодный период года он оказывает существенное влияние на изменение теплового баланса моря.

В холодную часть года понижение температуры воды в море обусловлено потерями тепла через по­верхность океана за счет испарения, турбулентного теплообмена и эффективного излучения. Каждая из этих составляющих пропорциональна разности температуры поверхности воды и воздуха, поэтому в холодную часть года между изменениями темпе­ратуры воды и разностью Тw - T существует тесная связь. В теплую часть года основную роль в измене­ниях температуры поверхности воды играет приток тепла от Солнца, роль потерь тепла меньше и связь температуры поверхности воды с разностью Тw - Т более слабая.

11.5. Относительная влажность воздуха

Водяной пар является неустойчивой составной частью атмосферы. Содержание водяного пара зна­чительно меняется в зависимости от времени года, циркуляционных условий, состояния подстилаю­щей поверхности. О влажности воздуха можно су­дить по парциальному давлению водяного пара, от­носительной влажности и недостатку насыщения воздуха водяным паром. Из всех показателей влаж­ности наибольший практический интерес представ­ляют данные об относительной влажности, характе­ризующей степень насыщения воздуха водяным па­ром. С влажностью воздуха связано образование ту­мана, облачности.

Представление об изменении относительной влажности во времени и пространстве по акватории Берингова моря дает рис. 11.15. Для всей аквато­рии моря характерны очень высокие средние месяч­ные значения влажности, годовой ход ее не превы­шает 17% (табл. 11.14).

Годовой ход этой характеристики влажности имеет свои особенности в различных районах моря. В северном районе моря он характеризуется двумя максимумами (летом и зимой) и двумя минимума­ми (в переходные сезоны). Зимний максимум в этом районе вызван понижением температуры воздуха.

В южном районе моря относительная влажность имеет типично муссонный ход с максимумом летом и минимумом зимой.

Рис. 11.15. Средняя месячная относительная влажность воздуха (%) в январе (а), апреле (б), июле (в) и октябре (г).

Средняя месячная и годовая относительная влажность воздуха, %

Средняя месячная относительная влажность воздуха на территории Берингова моря очень вели­ка в любое время года и колеблется в пределах 80— 90 %. Хотя средняя месячная относительная влаж­ность ни в одном из районов моря не достигает 100 %, дни с относительной влажностью, равной 100 %, возможны в любом месяце и во всех районах моря.

Данные справочника [363 показывают, что су­точный ход относительной влажности на большей части моря наиболее резко выражен летом, но он не­одинаков в различных районах моря. В северной части суточная амплитуда относительной влажнос­ти равна 10—15 %, а на юге 6—8 %. Зимой суточ­ный ход относительной влажности практически от­сутствует. Суточная амплитуда колеблется около 1—2 % . Наибольшая относительная влажность в течение суток обычно бывает ночью.

Практический интерес представляет число дней с высокой (³ 80 %) и низкой (< 30 %) относительной влажностью. Число дней с относительной влажнос­тью 80 % и более на акватории Берингова моря очень велико, что свидетельствует о большой влаж­ности климата. В северных районах моря оно колеб­лется в пределах 120—180 в году, в районе Алеут­ских островов оно доходит до 275 (табл. 11.15).

Косвенным показателем сухости климата слу­жит число дней с относительной влажностью в 13 ч, равной 30 % и менее. Число сухих дней в Беринго­вом море мало. На Командорских и Алеутских ост­ровах таких дней вообще не бывает, в северных рай­онах моря их не более 6—8 в году [17].

11.6. Атмосферные осадки

Основным процессом, определяющим погодные условия и режим осадков на акватории Берингова моря, является активная циклоническая деятель­ность. Взаимодействие величайшего в мире конти­нента Азии и Тихого океана создает благоприятные условия для развития интенсивных атмосферных осадков. В зимний период в связи с активной цик­лонической деятельностью над Беринговым морем наблюдаются сильные и обильные снегопады. Цик­лоны, выходящие на Берингово море, обычно до­стигают над морем большой глубины и часто пре­вращаются в обширные малоподвижные образова­ния. Это прежде всего относится к южным цикло­нам. В результате частых снегопадов число дней с осадками на большей части моря в холодное полуго­дие значительно больше, чем летом.

В весенний период господствующими являются зональные процессы, характеризующиеся частым прохождением ложбин и гребней, быстро смещаю­щихся в восточном направлении. При этих процес­сах периоды циклонической погоды быстро сменя­ются непродолжительными периодами антицикло­нических вторжений. Малоподвижные антицикло­ны вызывают над Беринговым морем прохладную с моросящими осадками погоду, при этом количество осадков относительно невелико.

Иная картина отмечается летом, когда наблюда­ется ослабление циклонической циркуляции над морем и распространение на Берингово море отрога северотихоокеанского антициклона. Характерным процессом летнего периода является вынос морско­го влагонасыщенного воздуха ветрами южных рум­бов. С этим процессом связаны моросящие осадки.

Осенью создаются условия для активизации циклонической деятельности. В этот период наибо­лее часты выходы южных циклонов, с которыми связаны обильные осадки. Осень для Берингова моря можно считать сезоном дождей.

Эта краткая характеристика атмосферных про­цессов и их заметно выраженная сезонность объяс­няют различие в повторяемости осадков в теплое и холодное полугодие.

Для юго-восточной части Берингова моря как летом, так и зимой характерна наиболее интенсив­ная циклоническая деятельность, которая ослабе­вает в северо-западном направлении. Соответствен­но этому изменяется число дней и количество вы­павших осадков.

Все вышеперечисленные особенности распреде­ления повторяемости осадков как по территории моря, так и в годовом ходе отражены на картах по­вторяемости осадков.

Повторяемость осадков (т. е. число случаев, когда были отмечены осадки какого-либо типа, вы­раженное в процентах к общему числу наблюдений в данном районе) вычислена по судовым данным и приведена на рис. 11.16.

Рис. 11.16. Повторяемость атмосферных осадков (%) в январе (а), апреле (б), июле (в) и октябре (г).

Распределение повторяемости осадков по дан­ным прибрежных и островных станций не совсем хорошо стыкуется с распределением повторяемости осадков по судовым данным, показанным на этих картах. Но надо заметить, что эта несогласован­ность проявляется в деталях, а общий характер рас­пределения повторяемости атмосферных осадков по картам и станциям как в годовом ходе, так и по тер­ритории совпадает.

Несмотря на большое количество эксперимен­тальных работ, до сих пор невозможно точно изме­рить количество осадков в море. Поэтому анализ пространственного и временного распределения ко­личества осадков мы будем проводить по данным прибрежных и островных станций.

По количеству осадков северная и южная части Берингова моря заметно отличаются друг от друга [17]. На юге осадков выпадает в 1,5—2,0 раза боль­ше, чем на севере. Увеличение количества осадков в южных районах связано с большой повторяемостью циклонов над этими районами моря как летом, так и зимой. Южные районы моря в течение всего года находятся под влиянием влажного морского поляр­ного воздуха. Северная часть Берингова моря боль­шей частью находится под влиянием арктического воздуха, который отличается малым влагосодержанием. В районе Алеутских островов (станции Датч-Харбор, Атка, Атту) годовое количество осадков со­ставляет 1600—2000 мм. В северной части моря (станции Ном, Гамбелл, бух. Провидения) годовая норма осадков колеблется в пределах 300—400 мм.

Разнообразный характер распределения осадков в прибрежных районах тесно связан с орографией берегов. Известно, что горы обостряют циклоничес­кую деятельность, активизируют атмосферные фронты, что естественно сказывается на количестве выпавших осадков. Существенную роль играет и экспозиция склонов по отношению к господству­ющему направлению воздушных потоков.

Из-за большой изрезанности побережья количе­ство осадков на западном и восточном побережье из­меняется скачкообразно от 400 до 1000 мм. Стан­ции Мыс Африка и Мыс Озерной расположены на мысах и открыты всем ветрам, поэтому количество осадков здесь увеличивается до 900 мм. Примером относительно малого количества осадков, связанно­го с орографией берега, могут служить наблюдения на ст. Корф. Эта станция расположена в бухте, за­щищенной горами от влагонесущих потоков, и ко­личество осадков за год здесь меньше, чем на дру­гих станциях западного побережья (табл. 11.16).

Годовой ход суммы осадков, как и повторяе­мость, находится в тесной связи с характером общей атмосферной циркуляции и заметно выра­женной сезонностью господствующих синоптичес­ких процессов. Сравнивая суммы осадков по полу­годиям в различных районах моря, нельзя не отме­тить повсеместное ослабление осадков в теплое полугодие. Наиболее четко это уменьшение количе­ства осадков проявляется в юго-восточной части моря, где оно сокращается почти вдвое. Вообще же характер распределения сумм осадков по акватории Берингова моря в отдельные полугодия мало изме­няется. Но тем не менее можно обнаружить и неко­торые различия в годовом ходе для разных частей моря.

Среднее количество осадков, мм

В районе Алеутских островов наибольшее коли­чество осадков выпадает в холодное время года. Самым дождливым месяцем является октябрь, когда средняя месячная сумма осадков составляет 205—231 мм (станции Датч-Харбор, Атту) (см. табл. 11.16). Увеличение осадков в зимний период связано с активизацией циклонической деятельнос­ти и выходом южных циклонов, с которыми связа­ны наиболее интенсивные осадки. Летом, когда над Алеутскими островами располагается периферия субтропического максимума, количество осадков сокращается почти в два раза, но продолжает оста­ваться достаточно большим.

Для северо-восточной части моря (станции Диллингем, Ном, Бетел, Акулурак, Гамбелл) характер­но превышение сумм летних осадков над зимними. Объясняется это тем, что в летний период нередко здесь создаются благоприятные условия для обо­стрения холодного фронта, с которым связаны лив­невые осадки. С другой стороны, зимой здесь выпа­дает сравнительно мало осадков, в среднем 20— 40 мм. Все это вместе взятое и определяет своеоб­разное распределение осадков в течение года в этом районе моря. Наибольшее количество осадков вы­падает здесь в августе—сентябре, а наименьшее — весной, минимум количества осадков приходится на апрель—май.

Характер распределения количества атмосфер­ных осадков на западном и восточном побережье Бе­рингова моря несколько различается. В холодное время года циклоны из районов Японии проходят в Берингово море, чаще всего перемещаясь вдоль юго-восточного побережья Камчатки к Алеутским островам. Горные массивы восточного побережья Камчатки замедляют движение достаточно увлаж­ненных воздушных масс, что вызывает обильные осадки на наветренных склонах [19]. В результате на западном побережье моря (станции Мыс Афри­ка, Мыс Озерной, о. Карагинский) осадков зимой выпадает больше, чем на восточном. Летом наблю­дается обратная картина. Сумма осадков, выпав­ших на восточном побережье Берингова моря, в лет­ний период достигает максимума. Это связано с вы­носом влажного морского воздуха. Осадки имеют характер продолжительных моросящих дождей.

В отдельные годы месячные суммы осадков и время наступления максимумов и минимумов могут существенно отличаться от средних много­летних. Так, в наиболее снежные зимы месячное количество осадков может превышать норму в 3— 4 раза (табл. 11.17). В связи с тем что осадки в ос­новном носят фронтальный характер, их выпадение имеет свои особенности, а именно, осадки выпадают неравномерно по времени. Иногда за одни сутки может выпасть до 100 % и более месячной нормы (табл.11.18).

Из годового количества осадков на твердые осад­ки приходится 70—80 % как в северной, так и в южной части Берингова моря.

При исследовании особенностей развития си­ноптических процессов на Дальнем Востоке, обу­словливающих экстремально сухие и влажные ме­сяцы, синоптиками ДВНИГМИ отмечено, что макросиноптические процессы в средней тропосфере и у земли во влажные и сухие месяцы существенно отличаются. Избыток осадков во все месяцы тесно связан с интенсивным развитием тропосферной дальневосточной ложбины, циклогенезом на даль­невосточных морях, выходом южных циклонов и тайфунов. В месяцы с дефицитом осадков осенне-зимнего и весеннего сезонов над Восточной Азией господствует зональный перенос или наблюдаются меридиональные процессы, сопровождающиеся „ныряющими" циклонами. В летние месяцы дефи­цит осадков обусловливается макропроцессами, ха­рактеризующимися установлением высотного даль­невосточного гребня и антициклогенезом на морях и на юге Дальнего Востока [19].

Таблица 11.17

Наибольшее (1-я строка) и наименьшее (2-я строка) количество выпавших осадков, мм

Таблица 11.18

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