Влияние Атлантических циклонов на климат Восточно-Европейской равнины

Содержание

1. 1. Атлантические циклоны и климат равнины3
2. 2. Траектории и частота атлантических циклонов5
3. 3. Роль циклонов в температурном режиме7
4. 4. Влияние циклонов на увлажнение и осадки9
5. Список литературы11

1. Атлантические циклоны и климат равнины

Атлантические циклоны, это крупные атмосферные вихри, которые зарождаются в зоне полярного фронта над Северной Атлантикой. Там встречаются холодные арктические воздушные массы и тёплый Гольфстрим, и из-за этого возникает сильный контраст температур. Перепад энергии превращается в кинетическую энергию вихревого движения, поэтому циклоны способны проходить тысячи километров. Западный перенос смещает их на восток, и до Восточно-Европейской равнины они доносят уже трансформированные массы морского воздуха умеренных широт.

Влияние этих вихрей на климат равнины трудно переоценить, хотя оно неодинаково. Морской воздух с Атлантики несёт большой запас тепла и влаги, накопленный над океаном. В работах по физической географии Русской равнины климатологи указывают: именно циклоническая деятельность обеспечивает главный приток влаги на западные склоны возвышенностей. Воздушные массы, проходя через равнину, постепенно утрачивают исходные свойства, но вначале они служат основным механизмом, смягчающим климат. Благодаря циклонам сглаживаются резкие температурные различия между сезонами; зима становится мягче, а лето прохладнее, чем на тех же широтах в глубине континента.

Этот перенос влаги и тепла во многом определяет облик территории и границы природных зон. Если бы атлантические циклоны не вторгались так регулярно, климат равнины был бы заметно более континентальным и засушливым. Исследователи обращают внимание, что даже после ухода циклона, когда устанавливается антициклональная погода, воздух на равнине всё ещё сохраняет след атлантического влияния. Летом он сдерживает чрезмерный нагрев поверхности, а зимой его приход часто означает оттепели, которые предотвращают глубокое промерзание почвы.

В последние годы этот вопрос приобретает особую актуальность. Динамика циклогенеза напрямую связана с глобальным потеплением, и изменения активности циклонов ставят перед наукой новые задачи. Из-за роста температуры поверхности океана увеличивается испарение, что может усиливать энергию атмосферных вихрей. По данным метеорологических наблюдений и климатических моделей, траектории циклонов постепенно смещаются, а их интенсивность меняется. Значит, баланс тепла и влаги, который веками определял климат Восточно-Европейской равнины, может нарушиться, и это требует пристального внимания и дальнейших исследований.

2. Траектории и частота атлантических циклонов

Движение атлантических циклонов над Восточно-Европейской равниной подчинено довольно устойчивым закономерностям, которые прослеживаются на протяжении многих десятилетий наблюдений. Основной удар стихия наносит по северо-западным и западным областям, куда воздушные массы с океана поступают практически беспрепятственно. Именно здесь, в полосе между 55 и 65 градусами северной широты, проходит главная магистраль внетропических вихрей, которую климатологи часто называют «осью циклонов». Дальше траектории разветвляются: одни вихри уходят на северо-восток, к Белому морю, другие смещаются на юго-восток, проникая вплоть до Прикаспийской низменности.

Южные ответвления возникают реже, но их влияние ощущается особенно остро. Циклон, который выходит на равнину через юг Украины или Предкавказье, приносит совершенно иные погодные условия, нежели его северный собрат. В холодное время года такие вихри провоцируют резкие потепления и гололедицу, а летом сопровождаются мощными грозовыми ливнями. Надо сказать, что повторяемость этих южных траекторий заметно ниже: по данным наблюдений, соотношение северных и южных путей составляет примерно четыре к одному.

Частота прохождения циклонов напрямую зависит от сезона. Зимой равнина оказывается под влиянием атлантических вихрей значительно чаще, чем летом. В январе в среднем фиксируется в полтора-два раза больше циклонов, чем в июле, и эта разница хорошо заметна в любой точке региона, от Новгорода до Волгограда. Причина кроется в усилении зонального переноса: когда меридиональный градиент температуры между экватором и полюсом достигает максимума, струйное течение в верхней тропосфере становится интенсивнее, и циклоны, подхваченные этим потоком, следуют через равнину один за другим, с интервалами в несколько дней. Летом же западный перенос ослабевает,

траектории смещаются к северу, и равнина чаще оказывается в зоне малоподвижных антициклонов.

Сезонная динамика тесно связана с крупномасштабной циркуляцией атмосферы, в первую очередь с Северо-Атлантическим колебанием. Индекс NAO, который отражает разницу давления между Азорским максимумом и Исландским минимумом, выступает своеобразным дирижёром для атлантических вихрей. В положительную фазу NAO, когда контраст давления велик, зональный перенос усиливается, и траектории циклонов смещаются к северу, охватывая Скандинавию и северо-запад России. В отрицательную фазу, напротив, поток ослабевает, вихри отклоняются к югу, и тогда циклоническая активность сосредоточивается над Средиземноморьем и южными районами равнины.

Корреляция между индексом NAO и повторяемостью циклонов настолько устойчива, что её используют в оперативных прогнозах. Исследования, проведённые в Главной геофизической обсерватории имени Воейкова, показали: при значении индекса выше единицы вероятность выхода глубокого циклона на северо-запад равнины возрастает почти вдвое. При отрицательных значениях, наоборот, чаще формируются блокирующие антициклоны, которые на недели запирают территорию в холодном воздухе. Эта связь не линейна, она осложняется орографией и местными термическими контрастами, но общая тенденция прослеживается отчётливо.

Внутригодовая изменчивость тоже неоднородна. Наибольшее количество циклонов приходится на октябрь-ноябрь и февраль-март, тогда как в середине зимы, особенно в январе, активность несколько спадает. Связано это с перестройкой барического поля: в разгар зимы Азорский максимум расширяется, а Исландский минимум смещается к юго-востоку, что изменяет градиенты давления. Весной и осенью, когда термические контрасты между океаном и континентом максимальны, циклогенез над Атлантикой активизируется, и равнина получает особенно мощный импульс влажного воздуха.

3. Роль циклонов в температурном режиме

Западный перенос, о котором шла речь в предыдущих главах, задаёт не только траектории вихрей, но и сам характер термического режима. Морской воздух, выносимый циклонами на материк, напрямую контактирует с континентальными воздушными массами, и итог этого взаимодействия по сезонам меняется радикально.

Зимой атлантический воздух неожиданно оказывается теплее подстилающей поверхности. Океан остывает медленнее суши, сохраняя запас тепла, который циклоны переносят далеко на восток. Вторжение такого вихря в январе способно за считанные часы поднять температуру на 10-15 градусов. Особенно ярко эффект заметен в западных регионах: в Калининградской области и на юго-западе равнины оттепели, связанные с циклонической деятельностью, могут тянуться неделями, полностью разрушая снежный покров. Для Москвы типична следующая картина: температура поднимается до плюс 3-5 градусов, начинается мокрый снег с дождём, а затем, после прохождения холодного фронта, резко холодает до минус 15. Колебания в течение одной недели с амплитудой в двадцать градусов стали привычным атрибутом зимы на западе равнины. На востоке, например в Предуралье, тот же циклон приносит лишь небольшое смягчение морозов, а до полноценных оттепелей дело доходит редко.

Летом ситуация зеркально меняется. Океан нагревается медленно, поэтому атлантический воздух прохладнее раскалённой равнины. Циклон в июле работает как гигантский кондиционер: обрушивает на регион плотную облачность и ливни, снижая максимальные дневные температуры. Вместо обычных для юго-востока плюс 30-33 градусов столбик термометра останавливается на отметке плюс 20-22. Такая погода не просто комфортна. В засушливые годы это спасение для сельского хозяйства: снижение испарения и дополнительное увлажнение критически важны для посевов. При этом ночи становятся теплее, поскольку облачный

покров действует как одеяло, препятствуя радиационному выхолаживанию. Именно циклоны ответственны за то, что суточная амплитуда температур на западе равнины летом в среднем на 4-6 градусов меньше, чем на востоке в тот же период.

Ключевой фактор, определяющий масштаб влияния, трансформация воздушных масс. Двигаясь на восток, атлантический воздух постепенно утрачивает первоначальные свойства. Он нагревается летом и охлаждается зимой, отдаёт влагу в виде осадков, смешивается с местным воздухом. К моменту, когда циклон достигает, скажем, Казани или Уфы, его температурный контраст с окружающей средой уже невелик. По оценкам климатологов, западный перенос смягчает климат западных областей равнины настолько, что годовая амплитуда температур там составляет около 25-27 градусов. В Заволжье и на Урале, куда воздух доходит уже глубоко трансформированным, амплитуда возрастает до 32-35 градусов. Получается, что именно циклоны, а точнее их постепенное угасание над сушей, создают тот знаменитый градиент континентальности, который отличает западную часть равнины от восточной. Чем дальше от Атлантики, тем слабее её «дыхание», тем резче и суровее климат.

4. Влияние циклонов на увлажнение и осадки

Циклоны с Атлантики задают режим увлажнения на всей Восточно-Европейской равнине. Они приносят основную массу влаги, и именно их вклад определяет годовые суммы осадков. На западе и северо-западе, куда океанический воздух доходит почти без изменений, выпадает до 700-800 мм в год. Дальше к юго-востоку влияние циклонов слабеет, и в Прикаспийской низменности норма снижается до 200-300 мм. Такая разница объясняется тем, как далеко вихрь успевает пройти вглубь континента, прежде чем потеряет влагу.

Внутригодовое распределение осадков подчинено континентальному ритму, однако именно циклоны формируют его максимумы. Тёплый период даёт основную часть: с мая по октябрь набирается примерно 60-70% годовой суммы. Летом влажный морской воздух, прогреваясь у земли, становится неустойчивым, что ведёт к мощным ливням. Зимой те же вихри приносят снегопады. Устойчивый снежный покров на большей части равнины складывается благодаря сериям атлантических циклонов, поставляющих влагу при отрицательных температурах. В отдельные зимы их активность так велика, что в северных регионах высота снега доходит до 70-80 см.

Зависимость осадков от циклонической активности хорошо заметна на конкретных годах. Когда преобладает зональный перенос и циклоны идут один за другим по северным траекториям, увлажнение северо-запада заметно усиливается. Если же блокирующие антициклоны перехватывают инициативу, западные ветры слабеют, и на равнине наступает засушливый период. Засуха 2010 года в Поволжье была связана не с отсутствием циклонов, а с их смещением далеко на север, из-за чего влага не доходила до южных районов.

Стоит отдельно остановиться на экстремальных случаях. Интенсивные циклоны, особенно в холодное полугодие, способны давать аномальные осадки за короткий срок. Летние ливни нередко переполняют малые реки и

вызывают подтопления в городах. Зимой быстрое прохождение глубокого циклона сопровождается сильным ветром и метелями, что опасно для инфраструктуры. Показателен циклон, обрушившийся на северо-запад России в декабре 2011 года: порывы ветра достигали 25-30 м/с, а снег парализовал движение в нескольких областях на двое суток.

Исследователи с географического факультета МГУ обращают внимание на рост доли циклонов в формировании экстремальных осадков. Наблюдения за последние три десятилетия показывают: повторяемость ливней с суточной суммой более 50 мм на западе равнины увеличилась в 1,5 раза. Это согласуется с общей тенденцией усиления циклонической активности в холодный период, о которой писал ещё А. И. Воейков, увязывая увлажнение территории с частотой вторжений морского воздуха.

Выходит, атлантические циклоны служат главным механизмом перераспределения влаги на равнине. Они формируют и средние показатели, и крайние значения, определяющие риски для хозяйства. Без них западные районы превратились бы в полупустыню, а юго-восток потерял бы значительную часть и без того скудных осадков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Восточно-Европейская равнина — Википедия — https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%BE-%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0

2. Физическая география - Русская (Восточно-Европейская) равнина — https://arz.unn.ru/2016-05-16-10-34-33/1181-2016-05-19-07-43-18

3. Климат Восточно-Европейской равнины — https://www.homework.ru/spravochnik/klimat-vostochno-evropejskoj-ravnini/

4. Климат Русской равнины (Восточно-Европейской) — https://obrazovaka.ru/geografiya/klimat-russkoy-vostochno-evropeyskoy-ravniny.html

5. Вестник МГУ. Сер. География - Web-кабинет учёного — http://i.uran.ru/webcab/journals/journals/127

6. Циклонические процессы и их влияние на погоду — https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/16427/!.%20195-202.pdf?sequence=1

7. Климатические пояса и ландшафты Европы — https://geographyofrussia.com/klimaticheskie-poyasa-i-landshafty-evropy/

8. Атлантический воздух растекся по всей Восточно-Европейской равнине — https://www.meteovesti.ru/news/63359685397-atlanticheskiy-vozduh-rasteksya-po-vsey-vostochno-evropeyskoy-ravnine