Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Климатическое описание ст. Таллин

Томский государственный университет

Геолого-географический факультет

Кафедра метеорологии и климатологии

Практическая работа

Климатическое описание ст. Таллин

Выполнил: студент 02103гр.

__________Кужевская И.В.

Проверил: доц. гегр. наук

____________СидороваС.А.

ТОМСК – 2015

Физико-географическое положение ст. Таллин

Территория Таллина занимает северо-западную часть Восточно-Европейской равнины 59,43° с. ш. 24,80° в. д.

Эстонская ССР омывается на севере водами финского залива, на западе водами Балтийского моря и на юго-западе водами Рижского залива. На востоке республики находятся также большие водоемы – Чудское и Псковское озера.

Рельеф большей части территории республики низменный с отдельными возвышенностями и холмами. Наиболее низкой является западная часть, где находится Западно-Эстонская низменность, постепенно повышающаяся к востоку и переходящая в возвышенность Сакала с наиболее высокой точкой 146 м над уровнем моря. К юго-востоку от оз. Выртсьярв находится возвышенность Отепя с наибольшей высотой 217 м над уровнем моря. Ещё юго-восточнее находится самая высокая часть территории возвышенность Ханья, наивысшая точка которой достигает высоты 317 м над уровнем моря. Возвышенности Отепя и Ханья представляют собой холмы преимущественно куполообразной формы, чередующиеся с котловинами и понижениями. Многие котловины и понижения являются озерами ледникового происхождения. Между возвышенностями Ханья и Отепя находится Выру-Харглаская низина.

Для всей территории республики характерны формы рельефа, образованные ледниковыми отложениями. Наиболее высокие холмы продолговато-овальной формы (друмлины), имеющие относительную высоту не более 50-60 м, характерны для средней Эстонии. Между друмлинами обычно находятся впадины, представляющие собой болота или озера.

В северной и северо-западной Эстонии распространены озы – длинные узкие валы и гряды, со средними относительными высотами 15-25 м.

На всей территории распространены также камы – хаотически расположенные гряды неправильной формы, разделенные между собой глубокими долинами и впадинами. Они имеют длину от 2 до 5 км, ширину до 30 м и относительную высоту до 15-50 м.

На побережьях Рижского и Финского заливов, Чудского и Псковского озер распространены дюны, большей частью покрытые сосновым лесом.

Эстония находится в зоне смешанных лесов со значительным преобладанием хвойных пород. Участки лесов разбросаны по всей территории.

Радиационный режим

Приход солнечной радиации определяется прежде всего астрономическим фактором – продолжительностью дня и высотой солнца. Солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, является одним из основных климатообразующих факторов. В свою очередь она в значительной степени зависит от циркуляции атмосферы (что проявляется в облачности и прозрачности атмосферы) и особенностей подстилающей поверхности (высоты над уровнем моря, закрытости горизонта, альбедо поверхности). Общий характер циркуляционных процессов над Эстонией определяется ее географическим положением (близость Балтийского моря, омывающего территорию республики с запада и севера водами своих заливов) и формируется главным образом под воздействием атлантических воздушных масс и вторжений арктического воздуха при повышенной циклонической деятельности.

Годовой приход прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность при ясном небе составляет 4351,3-4435 мДж/м². Годовые суммы рассеянной радиации при безоблачном (ясном) небе составляет 1087,8-1171,5 мДж/м².

Значительная облачность, характерная для всей территории Эстонии, снижает приход прямой солнечной радиации на 60-65% от возможной и то же время увеличивает поступление рассеянной радиации более чем в полтора раза. В результате при средних условиях облачности годовой приход суммарной радиации колеблется от 3347,2 до 3598,2 мДж/м², при этом рассеянная радиация составляет для большей части территории 50-52% общего прихода радиации.

Доля прямой радиации (и соответственно рассеянной) в суммарной меняется в течение года. В осенне-зимний период, с ноября по февраль, преобладает рассеянная радиация, в это время доля прямой солнечной радиации составляет менее 30% суммарной. Только в летние месяцы (май-июль) прямая солнечная радиация преобладает и составляет 51-57% суммарной.

При этом небольшие суммы радиации на горизонтальную поверхность приходятся на июнь, июль (585,7-669,4 мДж/м² – суммарная и 292,8-376,5 мДж/м² – прямая радиация), наименьшие на декабрь (суммарная радиация – 16,7-25,1 мДж/м², прямая – около 4,1 мДж/м²). Для годового хода прямой и суммарной радиации характерно резкое увеличение месячных сумм от февраля к марту, что объясняется как возрастанием высоты солнца, продолжительности дня и уменьшением облачности, так и лучшей прозрачностью атмосферы в марте.

Приходя на земную поверхность, солнечная радиация (прямая и рассеянная) поглощается ею в той или иной степени в зависимости от альбедо естественных поверхностей. Альбедо естественных поверхностей, встречающихся на рассматриваемой территории, довольно разнообразно и колеблется летом от 12 до 25%. В течение теплого периода года альбедо несколько изменяется, увеличиваясь, как правило, для большинства поверхностей с мая (когда еще поверхность земли кроны деревьев неполностью покрыты зеленью) к сентябрю (когда указанные поверхности заметно желтеют). В целом альбедо меняется от 35-45% до 70-75% в конце зимы, увеличиваясь в отдельные годы к январю – февралю до 75-85%. Альбедо в марте уменьшается по сравнению с февралем, но все же остается высоким, не ниже 65%. Среднее месячное альбедо деятельной поверхности в апреле снижается по сравнению с мартом и составляет 30-37%.

Значения годового радиационного баланса колеблются от 1422,5 до 1673,6 мДж/м², что составляет 40-45% суммарной радиации. Период с положительным радиационным балансом составляет 8 месяцев. Переход от отрицательного к положительному происходит в марте (в первой декаде), а в ноябре наоборот. Наибольшие суммы баланса наблюдаются в июне и составляет 334,7-376,5 мДж/м².

Суточный ход радиации и радиационного баланса определяется прежде всего изменением высоты Солнца в течение дня. Поэтому максимум солнечной радиации при наличии облачности или при ясном небе наблюдается в полдень, наряду с этим на суточный ход радиации оказывает влияние прозрачность атмосферы, что ярче проявляется в условиях ясного неба (особенно в летнее время на континентальных станциях). Обычно в летнее время в первой половине дня атмосфера более прозрачна, чем во второй, что связано с увеличением во второй половине дня запыленности атмосферы и абсолютной влажности. Поэтому изменение радиации в течение дня несимметрично относительно полудня.

Термический режим

Благодаря географическому положению Эстония (Балтийское море на западе и обширный материк на востоке), климат является переходным от морского к континентальному. Непосредственная близость моря создаёт черты морского климата. К востоку по мере удаления от моря континентальность климата возрастает и особенно проявляется она в юго-восточной части территории, которая наиболее удалена от моря.

Термический режим воздуха формируется под влиянием атмосферной циркуляции, радиационного режима и подстилающей поверхности. Интенсивная циклоническая деятельность, развивающаяся в северной части Атлантики, придает погоде в Эстонии влажный неустойчивый характер, особенно в осенне-зимний период. Господствующие западные и юго-западные ветры приносят морские воздушные массы, относительно тёплые зимой и прохладные летом. Вследствие этого зима относительно теплая. Средняя температура воздуха самого холодного месяца февраля составляет -3,5, -5,0° на островах и -7,0, -7,5° в восточных районах. Температура воздуха января в более континентальных восточных районах одинаковая с температурой воздуха февраля. На островах температура января выше температуры февраля на 1 и больше.

В зимнее время влияние Атлантического океана и Балтийского моря обуславливает большие различия в температурах воздуха восточных районов и западных, подверженных более сильному влиянию моря. Эти различия в средних температурах за январь и февраль достигает 4-5°. Некоторое различие в температурах воздуха наблюдается между южной частью территории республики и северной, находящейся под влиянием Финского залива.

В течение всей зимы наблюдаются оттепели, которые при благоприятной циркуляции могут повторяться очень часто. В среднем на материковой части наблюдается в январе 9-10 дней с оттепелью, в феврале 8-9 дней и в марте число дней с оттепелью возрастает до 16-17.

На общем фоне сравнительно теплой зимы наблюдаются резкие вторжения холодных воздушных масс с севера и северо-востока, которые резко меняют характер погоды. В эти периоды температура воздуха значительно понижается и может достигать в отдельные дни в среднем за сутки, -24, -30° на островах и побережье и -31, -39° на материковой части, при этом самые низкие средние суточные температуры воздуха наблюдаются в юго-восточной части, где влияние наиболее ослаблено.

Наступление зимы обычно связано с переходом средних суточных температур воздуха через 0° в сторону ее понижения. Под влиянием Атлантики наступление зимы происходит замедленно. В начале отдельные морозные периоды чередуются с теплыми, в дальнейшем отрицательные температуры приобретают более устойчивый характер.

Переход средней суточной температуры воздуха через 0° в сторону понижения в восточных районах наблюдается в середине второй декады ноября. К западу наступление средней суточной температуры воздуха ниже 0° сдвигается на более поздние сроки: в прибрежной западной и северо-западной частях они наступают в третьей декаде ноября, на островах – в первой декаде декабря и в западной части островов – во второй декаде декабря.

Таким образом, переход средней суточной температуры через 0° в восточных районах наступает на месяц позже, чем на крайнем западе.

Лето на рассматриваемой территории короткое и прохладное с частыми дождями, повторяемость которых увеличивается к концу сезона.

В летнее время наряду с циркуляционными факторами большую роль в формировании термического режима играют и радиационные факторы. В этот период средние температуры воздуха более сглажены и разность температур восточных и западных районов не превышает 1,5-2,0°. Наиболее высокие средние температуры воздуха выше 25° на островах и выше 30° на юго-востоке страны. В наиболее жаркие годы самая высокая температура достигает 33-35°.

Однако чаще наблюдается дождливое лето. В особенно дождливые годы, как в 1928 г., средняя месячная температура самого жаркого месяца не достигала 15°, а в 1962 г. она только местами незначительно превышала 15°.

В соответствии со средней температурой воздуха распределяются по территории и суммы положительных температур. Например, сумма температур воздуха за период с температурой выше 10 °С изменяется от 1700° на севере до 1900° на юге. В отдельные годы суммы температур значительно отклоняются от средних величин. Наибольшие значения сумм температур приходятся на сухие годы с преобладанием антициклонической циркуляции в летнее время. В такие годы суммы температур выше 10 °С могут быть на 400-500° больше среднего значения. В годы с дождливыми и холодными летними месяцами суммы температур примерно на такую же величину ниже средней.

Рисунок 1. Годовой ход температуры почвы ст. Таллин

Годовой ход температуры поверхности почвы имеет простой вид с одним максимумом и одним минимумом. Температура поверхности почвы с января по февраль изменяется незначительно. С марта по июль температура резко возрастает от –4 до 20 ºС, с июля по август температура изменяется незначительно, а с августа по декабрь резко уменьшается с 20 ºС до –3 ºС. Минимальная температура поверхности почвы наблюдается в феврале и составляет –6 ºС (абсолютный минимум –37 ºС), максимум в июле и равен 20 ºС (абсолютный максимум 54 ºС), на глубине 0,8 м максимум наблюдается в августе и равен 13,5 ºС, а минимум в марте 1,5 ºС; глубине 3,2 м максимум наблюдается в сентябре 9,8 ºС, а минимум в апреле 4 ºС.

Самые низкие температуры в поверхностных слоях почвы приходятся на февраль. В более глубоких слоях минимум смещается и наступает в марте, а на глубине 3,2 м он приходится на апрель. Самые высокие температуры в поверхностном слое наблюдаются в июле месяце, а в более глубоких слоях он наступает в августе (0,8 м) и сентябре (3,2 м). Таким образом, с глубиной время наступления минимумов и максимумов температуры почвы сдвигается на один месяц на глубине 0,8 м, на два месяца – на глубине 3,2 м.

Годовая амплитуда поверхности почвы составляет 26 °С, на глубине 0,8 м 12 °С, на глубине 3,2 м 5,8 °С, следовательно, амплитуда с глубиной уменьшается.

Таблица 3. Суточный ход температуры воздуха ст. Таллин, °С

Таблица 4. Среднесуточная амплитуда температуры воздуха при ясном, полуясном и пасмурном небе, вне зависимости от состояния неба, °С

Рисунок 2. Суточный ход температуры воздуха на ст. Таллин

График суточного хода температуры воздуха на ст. Таллин имеет простой вид, т.е. наблюдается один максимум и один минимум. В январе максимум составляет -4,2 °С в 13 и 14 часов, а в июле 19 °С в 15 часов. Для января минимальная температура равна -4,9 °С и наблюдается 5 часов утра. В июльском ходе минимальная температура составляет 13,8 °С в 4 часов утра.

Сравнивая суточный ход температуры воздуха для января и июля, можно отметить, что летом максимальная температура наступает позже на один или на два часа, чем зимой. Минимальная суточная температура воздуха летом наблюдается в 5 часов утра (перед восходом Солнца), а зимой минимальная температура наступает в 4 часа. Амплитуда суточных колебаний в январе равна 0,8 °С, а для июля существенно больше и составляет 5,2 °С.

Суточная амплитуда температуры воздуха при ясном небе изменяется от 6,4 °С в январе до 8,5 °С в июле, при полуясном небе от 5,5 °С в январе до 7,2 °С в июле, при пасмурном небе от 4,5 °С в январе до 5,1 °С в июле, в независимости от состояния неба от 5,1 °С в январе до 7,5 °С в июле. В целом наибольшие суточные амплитуды температуры воздуха отмечаются при ясным небе, что связано с высоким приходом солнечной радиации днем и значительным эффективным излучением в ночное время суток.

Таблица 5. Годовой ход температуры воздуха на ст. Таллин, °С

Рисунок 3. Годовой ход температуры воздуха на ст. Таллин

Кривая годового хода температуры воздуха имеет простой вид. Наиболее интенсивные изменения температуры воздуха в годовом ходе наблюдаются в периоды с февраля по июль и с августа по декабрь. Минимум наблюдается в феврале и составляет -5,5 °С, а максимум – в июле 16,6 °С. Абсолютный минимум наблюдается в январе и в феврале – -32 °С, а абсолютный максимум наблюдается в июле и составляет 33 °С. Таким образом, средняя многолетняя температура воздуха в самый теплый месяц (июль) на 16,4 °С ниже по сравнению с абсолютным максимумом, а в самый холодный месяц (январь) на 26,5 °С выше по сравнению с абсолютным минимумом. Амплитуда годового хода средней температуры воздуха составила 22,1 °С. Сравнивая годовой ход температуры воздуха с годовым ходом температуры почвы можно сказать, что у почвы годовой ход выражен сильнее. Так, амплитуда годового хода почвы 4 °С больше, чем амплитуда годового хода воздуха.

Влажность воздуха

Влажность воздуха – один из элементов режима увлажнения, имеющий большое значение для многих отраслей народного хозяйства. Водяной пар является составной частью атмосферы: содержание его сильно меняется в зависимости от физико-географических условий местности, времени года и циркуляционных особенностей атмосферы, состояния поверхности почвы и т.п.

О влажности воздуха в различных частях территории можно судить по величине упругости водяного пара, относительной влажности воздуха, а также по недостатку насыщения воздуха водяным паром.

Упругость водяного пара в годовом ходе, как и температура воздуха, наименьших значений достигает зимой в феврале, наибольших – в июле, на островных станциях – в августе. Под влиянием циркуляционных условий зимнего периода влагосодержание, как и температура воздуха, убывает в направлении с запада на восток. В феврале средняя месячная упругость водяного пара на западе (островная часть) составляет 4,0-4,3 мб, а по направлению к востоку уменьшается до 3,4 мб. С марта начинается увеличение упругости водяного пара, особенно интенсивное (на 3,5-4,2 мб) при переходе от мая к июню. На большей территории максимум достигает в июле, за исключением островов и побережий, где она часто наибольшая в августе. В июле на островах и западном побережье упругость водяного пара достигает 15 мб.

Относительная влажность воздуха, характеризующая степень насыщения воздуха водяным паром, меняется в течение года, но остается высокой почти во все сезоны года, особенно на островных и прибрежных станциях. Наиболее высокая относительная влажность воздуха наблюдается в осенне-зимний период, причем этот период она мало меняется по территории, возрастая с запада на восток. Максимум относительной влажности падает на декабрь, когда средняя месячная относительная влажность воздуха составляет 85-91% во внутренних районах Эстонии. Минимум приходится на май, средняя месячная величина ее составляет 81-85% на мелких островах среди моря, 75-78% на побережье и 67-70% во внутренних районах.

Недостаток насыщения воздуха водяными парами в зимний период в соответствии с высотой относительной влажности воздуха и низкой температурой является минимальной и достигает 0,6 мб. С марта недостаток насыщения увеличивается и достигает максимума в июле.

Таблица 6. Средние месячные значения упругости водяного пара и относительной влажности

Таблица 7. Число дней с относительной влажностью воздуха =<30% в любой из сроков наблюдений и >=80% в 13 час

Рисунок 4. Годовой ход упругости водяного пара и относительной влажности воздуха

Годовой ход упругости водяного пара имеет простой вид с одним максимумом в июле (14,9 гПа) и одним минимумом в феврале (3,8 гПа). Упругость водяного пара изменяется незначительно в течение года. Амплитуда составляет 11,1 гПа.

Кривая годового хода относительной влажности воздуха для ст. Таллин имеет максимумы в ноябре и декабре (87%) и минимумом в мае (74%). Амплитуда годового хода равна 13%. С ноября по февраль относительная влажность изменяется незначительно. Уменьшение происходит с февраля по май, а с июня по ноябрь – увеличение. Сопоставляя кривые годового хода температуры и упругости водяного пара, можем сделать вывод о том, что они параллельны, так как количество водяного пара в атмосфере пропорционально температуре воздуха. А кривые относительной влажности воздуха и температуры имеют обратный вид. Наибольшее число дней с относительной влажностью воздуха менее 30% в Таллине редкость, а наименьшее число дней с относительной влажностью воздуха более 80% наблюдается в мае.

Атмосферные осадки

Распределение осадков по территории зависит не только от общециркуляционных факторов, но и от подстилающей поверхности. Большое влияние на распределение осадков оказывает форма рельефа, наличие лесных массивов, водоемов и речных долин. Влияние рельефа, лесной и водной поверхностей связано с подъемом и опусканием воздушных масс над элементами рельефа и изменением турбулентности воздушного потока в зависимости от шероховатости подстилающей поверхности. Как правило, на возвышенных участках осадки увеличиваются, а в пониженных – уменьшаются. Максимум осадков обычно приходится на наветренный склон или вершину возвышенности. Влияние наветренного склона распространяется и на прилегающую равнину, так что увеличение осадков иногда начинается еще до подъема местности. С подветренной стороны возвышенностей наблюдается, наоборот, уменьшение количества осадков. В районах крупных водоемов и речных долин, на плоских морских побережьях осадки также уменьшаются.

Таблица 8. Среднее количество осадков с поправками к показаниям осадкомера, мм

Рисунок 5. Годовой ход осадков, мм

Годовое количество осадков на ст. Таллин равно 687 мм. В течение года осадки выпадают неравномерно. В осенний период, особенно в конце лета их выпадает больше, чем весенний период. Минимумы осадков наблюдаются в марте и апреле, и составляет 38 мм, а максимум наблюдается в августе и равен 83 мм. Среднее количество осадков за теплый период составляет 437 мм, и соответственно за холодный – 250 мм.

Ветровой режим

Географическое положение территории, расположенный в непосредственной близости от Балтийского моря, сказывается на режиме ветра, обусловливая большие различия в скорости ветра на побережье и в районах, отдаленных от него. Если на островах и на открытом побережье средняя годовая скорость ветра составляет 6-7 м/сек, а число дней с сильным ветром достигает 30-40 в год, то уже в некотором удалении от берега годовая скорость ветра в среднем не превышает 4 м/сек, а с сильным ветром наблюдается лишь 5-7 дней в год. Резкое уменьшение скорости ветра по мере удаления от берега моря происходит главным образом вследствие облесенности территории. Чередование лугов и полей с участками леса резко увеличивает шероховатость подстилающей поверхности, вследствие чего возрастает трение воздушного потока в приземных слоях воздуха и скорость уменьшается.

В годовом ходе средняя месячная скорость ветра наибольших значений достигает в холодный период года. Зимой она составляет 7-8 м/сек на открытом побережье островов Балтийского моря и 4,0-4,5 м/сек во внутренних районах. Число дней с сильным ветром (более 15 м/сек) составляет в среднем 4-5 дней в месяц, а во внутренних районах страны один день в месяц и менее.

Весной средняя месячная скорость ветра вследствие уменьшения величины барических градиентов уменьшается до 5-6 м/сек на открытом побережье и до 3-4 м/сек во внутренних районах.

Средняя месячная скорость ветра летом обычно минимальная в году. Сильные ветры летом наблюдаются редко: на побережье один день в месяц и в очень редких случаях два дня, во внутренних районах они бывают только в отдельные годы. Осенью средняя скорость ветра увеличивается в связи с ростом барического градиента.

Таблица 9. Повторяемость направлений ветра и штилей, %

Таблица 10. Средняя месячная и годовая скорость ветра, м/с

Таблица 11. Среднее число дней с сильным ветром

Преобладающим направлением ветра для данной станции в зимний период является западным и северо-восточным, а в летний – южное и юго-западное. В зависимости от сезона повторяемость направления ветра меняется. Летом штили более часты, чем зимой. Максимальная скорость ветра в годовом ходе наблюдается в декабре (6,4 м/с), а минимальная – в августе (4,7 м/с). Скорости ветра в течение года меняются незначительно. За год наблюдается 20 дней с сильным ветром, большая часть которых приходится на зимний период.

Рисунок 6. Годовой ход скорости ветра

Рисунок 7. Роза ветров для июля

Рисунок 8. Роза ветров для января