Langfristige Schwankung der Lufttemperatur. Durchschnittliche jährliche Langzeittemperaturen für zwei Zeiträume. Wie hoch ist die durchschnittliche langfristige Lufttemperatur?

Warum wird die Luft nicht direkt durch direkte Sonneneinstrahlung erwärmt? Was ist der Grund für den Temperaturabfall mit zunehmender Höhe? Wie erwärmt sich Luft über Land- und Wasseroberflächen?

1. Luftheizung von Erdoberfläche. Die Hauptwärmequelle auf der Erde ist die Sonne. Jedoch Sonnenstrahlen, durch die Luft eindringen, erhitzen Sie es nicht direkt. Die Sonnenstrahlen erwärmen zunächst die Erdoberfläche, dann breitet sich die Wärme in die Luft aus. Daher erwärmen sich die unteren Schichten der Atmosphäre, nahe der Erdoberfläche, stärker, aber je höher die Schicht ist, desto stärker sinkt die Temperatur. Dadurch ist die Temperatur in der Troposphärenschicht niedriger. Pro 100 Höhenmeter sinkt die Temperatur im Schnitt um 0,6°C.

2. Tägliche Änderung der Lufttemperatur. Die Lufttemperatur über der Erdoberfläche bleibt nicht konstant, sie verändert sich im Laufe der Zeit (Tage, Jahre).
Die tägliche Temperaturänderung hängt von der Rotation der Erde um ihre Achse und dementsprechend von Änderungen der Sonnenwärmemenge ab. Mittags steht die Sonne direkt über uns, nachmittags und abends steht sie tiefer und nachts geht sie unter den Horizont und verschwindet. Daher steigt oder sinkt die Lufttemperatur je nach Standort der Sonne am Himmel.
Nachts, wenn die Sonnenwärme nicht empfangen wird, kühlt sich die Erdoberfläche allmählich ab. Außerdem kühlen die unteren Luftschichten vor Sonnenaufgang ab. Ja, der niedrigste Tagestemperatur Luft entspricht der Zeit vor Sonnenaufgang.
Je höher die Sonne nach Sonnenaufgang über den Horizont steigt, desto stärker erwärmt sich die Erdoberfläche und die Lufttemperatur steigt entsprechend an.
Nachmittagsmenge Sonnenwärme nimmt allmählich ab. Doch die Lufttemperatur steigt weiter an, denn statt Sonnenwärme erhält die Luft weiterhin Wärme, die von der Erdoberfläche ausgeht.
Daher tritt die höchste tägliche Lufttemperatur 2-3 Stunden nach Mittag auf. Danach sinkt die Temperatur allmählich bis zum nächsten Sonnenaufgang.
Der Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur während des Tages wird als tägliche Amplitude der Lufttemperatur bezeichnet (auf Lateinisch). Amplitude- Größe).
Um dies zu verdeutlichen, geben wir zwei Beispiele.
Beispiel 1. Die höchste Tagestemperatur beträgt +30°C, die niedrigste +20°C. Die Amplitude beträgt 10°C.
Beispiel 2. Die höchste Tagestemperatur beträgt +10°C, die niedrigste -10°C. Die Amplitude beträgt 20°C.
Tägliche Temperaturänderungen an verschiedenen Orten Globus Verschiedenes. Dieser Unterschied macht sich besonders deutlich über Land und Wasser bemerkbar. Die Landoberfläche erwärmt sich doppelt so schnell wie die Wasseroberfläche. Aufwärmen obere Schicht Wasser fällt nach unten, an seiner Stelle steigt von unten eine kalte Wasserschicht auf und erwärmt sich ebenfalls. Durch die ständige Bewegung erwärmt sich die Wasseroberfläche allmählich. Da die Wärme tief in die unteren Schichten eindringt, nimmt Wasser mehr Wärme auf als Land. Und deshalb erwärmt sich die Luft über Land schnell und kühlt schnell ab, und über Wasser erwärmt sie sich allmählich und kühlt allmählich ab.
Die täglichen Schwankungen der Lufttemperatur sind im Sommer viel größer als im Winter. Die Amplitude der Tagestemperatur nimmt mit dem Übergang von niedrigeren zu oberen Breiten ab. Auch die Wolken ziehen ein Wolkige Tage verhindern eine starke Erwärmung und Abkühlung der Erdoberfläche, d. h. sie reduzieren die Temperaturamplitude.

3. Durchschnittliche tägliche und durchschnittliche monatliche Temperatur. An Wetterstationen wird die Temperatur viermal am Tag gemessen. Die Ergebnisse der durchschnittlichen Tagestemperatur werden zusammengefasst, die resultierenden Werte werden durch die Anzahl der Messungen dividiert. Temperaturen über 0°C (+) und unter (-) werden separat aufsummiert. Dann von mehr Subtrahieren Sie den kleineren und dividieren Sie den resultierenden Wert durch die Anzahl der Beobachtungen. Und dem Ergebnis wird ein Vorzeichen (+ oder -) einer größeren Zahl vorangestellt.
Zum Beispiel die Ergebnisse der Temperaturmessungen am 20. April: Zeit 1 Stunde, Temperatur +5°C, 7 Stunden -2°C, 13 Stunden +10°C, 19 Stunden +9°C.
Insgesamt pro Tag 5°C - 2°C + 10°C + 9°C. Durchschnittliche Tagestemperatur +22°C: 4 = +5,5°C.
Die durchschnittliche Monatstemperatur wird aus der durchschnittlichen Tagestemperatur ermittelt. Summieren Sie dazu die durchschnittliche Tagestemperatur des Monats und dividieren Sie sie durch die Anzahl der Tage im Monat. Beispielsweise beträgt die Summe der durchschnittlichen Tagestemperaturen für September +210°C: 30=+7°C.

4. Jährliche Änderung der Lufttemperatur. Durchschnittliche langfristige Lufttemperatur. Die Veränderung der Lufttemperatur im Jahresverlauf hängt von der Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn bei ihrer Rotation um die Sonne ab. (Denken Sie an die Gründe für den Wechsel der Jahreszeiten.)
Im Sommer erwärmt sich die Erdoberfläche durch den direkten Sonneneinfall gut. Außerdem werden die Tage länger. Auf der Nordhalbkugel ist der Juli der wärmste Monat kalter Monat- Januar. Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt. (Warum?) Der Unterschied zwischen der Durchschnittstemperatur des wärmsten Monats des Jahres und des kältesten Monats wird als durchschnittliche jährliche Amplitude der Lufttemperatur bezeichnet.
Die durchschnittliche Temperatur eines jeden Monats kann von Jahr zu Jahr variieren. Daher ist es notwendig, die Durchschnittstemperatur über viele Jahre hinweg zu messen. In diesem Fall wird die Summe der durchschnittlichen monatlichen Temperaturen durch die Anzahl der Jahre geteilt. Dann erhalten wir die langjährige durchschnittliche monatliche Lufttemperatur.
Basierend auf langjährigen durchschnittlichen Monatstemperaturen wird die durchschnittliche Jahrestemperatur berechnet. Dazu wird die Summe der monatlichen Durchschnittstemperaturen durch die Anzahl der Monate geteilt.
Beispiel. Die Summe der positiven (+) Temperaturen beträgt +90°C. Die Summe der negativen (-) Temperaturen beträgt -45°C. Daher beträgt die durchschnittliche Jahrestemperatur (+90°C - 45°C): 12 - +3,8°C.

Jahresdurchschnittstemperatur

5. Messung der Lufttemperatur. Die Lufttemperatur wird mit einem Thermometer gemessen. In diesem Fall sollte das Thermometer keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden. Andernfalls zeigt es beim Erhitzen die Temperatur seines Glases und die Temperatur des Quecksilbers anstelle der Lufttemperatur an.

Sie können dies überprüfen, indem Sie mehrere Thermometer in der Nähe platzieren. Nach einiger Zeit wird jeder von ihnen, abhängig von der Qualität des Glases und seiner Größe, sichtbar unterschiedliche Temperaturen. Deshalb in obligatorisch Die Lufttemperatur sollte im Schatten gemessen werden.

An Wetterstationen wird das Thermometer in einer Wetterkabine mit Jalousien platziert (Abb. 53.). Jalousien schaffen Bedingungen für das freie Eindringen von Luft zum Thermometer. Die Sonnenstrahlen gelangen dort nicht hin. Die Kabinentür muss zur Nordseite öffnen. (Warum?)

Reis. 53. Stand für ein Thermometer an Wetterstationen.

1. Temperatur über dem Meeresspiegel +24°C. Wie hoch wird die Temperatur in 3 km Höhe sein?

2. Warum ist die niedrigste Temperatur tagsüber nicht mitten in der Nacht, sondern in der Zeit vor Sonnenaufgang?

3. Wie groß ist der tägliche Temperaturbereich? Nennen Sie Beispiele für Temperaturamplituden mit gleichen (nur positiven oder nur negativen) Werten und gemischten Temperaturwerten.

4. Warum sind die Lufttemperaturamplituden über Land und Wasser so unterschiedlich?

5. Berechnen Sie aus den unten angegebenen Werten die durchschnittliche Tagestemperatur: Lufttemperatur um 1 Uhr - (-4°C), um 7 Uhr - (-5°C), um 13 Uhr - (-4°C), um 19 Uhr - (-0°C).

6. Berechnen Sie die durchschnittliche Jahrestemperatur und die Jahresamplitude.

Jahresdurchschnittstemperatur

Jährliche Amplitude

7. Berechnen Sie anhand Ihrer Beobachtungen die durchschnittlichen Tages- und Monatstemperaturen.

Basierend auf Lufttemperaturdaten, die bei ermittelt wurden Wetterstationen, werden die folgenden Indikatoren der Lufttemperaturbedingungen angezeigt:

Durchschnittstemperatur des Tages.
Durchschnittliche Tagestemperatur pro Monat. In Leningrad beträgt die durchschnittliche Tagestemperatur im Januar -7,5° C, im Juli - 17,5° C. Diese Durchschnittswerte werden benötigt, um zu bestimmen, wie viel kälter oder wärmer es an jedem Tag als der Durchschnitt ist.
Durchschnittstemperatur jedes Monats. So war in Leningrad der Januar 1942 der kälteste (-18,7° C), der kälteste warmer Januar 1925 (-5° C). Der wärmste Juli war 1972 G.(21,5°C), der kälteste war im Jahr 1956 (15°C). In Moskau war der Januar 1893 am kältesten (-21,6°C) und 1925 am wärmsten (-3,3°C). Der wärmste Juli war im Jahr 1936 (23,7° C).
Durchschnitt Langzeittemperatur Monat. Alle durchschnittlichen Langzeitdaten werden für eine lange (mindestens 35) Reihe von Jahren angezeigt. Am häufigsten werden Daten von Januar und Juli verwendet. Die höchsten langfristigen monatlichen Temperaturen werden in der Sahara beobachtet – bis zu 36,5 °C in In-Salah und bis zu 39,0 °C im Death Valley. Die niedrigsten Temperaturen herrschen an der Wostok-Station in der Antarktis (-70° C). In Moskau betragen die Temperaturen im Januar -10,2°, im Juli 18,1° C, in Leningrad -7,7 bzw. 17,8° C. Der kälteste Februar ist in Leningrad, seine durchschnittliche Langzeittemperatur beträgt -7,9° C, in Moskau ist der Februar wärmer als Januar - (-)9,0°C.
Durchschnittliche Temperatur pro Jahr. Um festzustellen, ob sich das Klima über einen Zeitraum von Jahren erwärmt oder abkühlt, werden durchschnittliche Jahrestemperaturen benötigt. Zum Beispiel in Spitzbergen von 1910 bis 1940. Jahresdurchschnittstemperatur um 2° C erhöht.
Durchschnittliche Langzeittemperatur des Jahres. Die höchste durchschnittliche Jahrestemperatur wurde für die Wetterstation Dallol in Äthiopien ermittelt – 34,4 °C. Im Süden der Sahara haben viele Punkte eine durchschnittliche Jahrestemperatur von 29–30 °C. Die niedrigste durchschnittliche Jahrestemperatur liegt natürlich in Antarktis; Auf dem Stationsplateau beträgt sie laut mehreren Jahren -56,6° C. In Moskau beträgt die durchschnittliche langjährige Jahrestemperatur 3,6° C, in Leningrad 4,3° C.
Absolute Tiefst- und Höchstwerte der Temperatur für jeden Beobachtungszeitraum – einen Tag, einen Monat, ein Jahr, mehrere Jahre. Das absolute Minimum für die gesamte Erdoberfläche wurde im August 1960 an der Wostok-Station in der Antarktis gemessen -88,3° C, für die nördliche Hemisphäre - in Oymyakon im Februar 1933 -67,7° C.

IN Nordamerika Es wurde eine Temperatur von -62,8° C gemessen (Wetterstation Snag im Yukon). In Grönland beträgt das Minimum an der Norsays-Station -66° C. In Moskau sank die Temperatur auf -42° C, in Leningrad auf -41,5° C (im Jahr 1940).

Bemerkenswert ist, dass die kältesten Regionen der Erde mit den Magnetpolen zusammenfallen. Das physikalische Wesen des Phänomens ist noch nicht ganz klar. Es wird angenommen, dass Sauerstoffmoleküle auf das Magnetfeld reagieren und der Ozonschirm Wärmestrahlung durchlässt.

Die höchste Temperatur für die gesamte Erde wurde im September 1922 in El Asia in Libyen beobachtet (57,8 °C). Der zweite Hitzerekord von 56,7 °C wurde im Death Valley aufgezeichnet; Dies ist die höchste Temperatur in der westlichen Hemisphäre. An dritter Stelle steht die Thar-Wüste, wo die Hitze 53°C erreicht.

Auf dem Territorium der UdSSR wurde im Süden Zentralasiens das absolute Maximum von 50° C gemessen. In Moskau erreichte die Hitze 37°C, in Leningrad 33°C.

Auf See wurde die höchste Wassertemperatur mit 35,6°C im Persischen Golf gemessen. Im Kaspischen Meer erwärmt sich das Seewasser am stärksten (bis zu 37,2°). Im Tanrsu-Fluss, einem Nebenfluss des Amu Darya, stieg die Wassertemperatur auf 45,2 °C.

Temperaturschwankungen (Amplituden) können für jeden Zeitraum berechnet werden. Am aussagekräftigsten sind Tagesamplituden, die die Wetterschwankungen über einen Tag charakterisieren, und Jahresamplituden, die den Unterschied zwischen den wärmsten und kältesten Monaten des Jahres zeigen.

Die durchschnittlichen jährlichen Langzeittemperaturen für diesen Zeitraum an der Kotelnikovo-Station liegen zwischen 8,3 und 9,1 °C, d. h. die durchschnittliche Jahrestemperatur stieg um 0,8 °C.

Die durchschnittlichen monatlichen Langzeittemperaturen des heißesten Monats am Bahnhof Kotelnikovo liegen zwischen 24 und 24,3 °C, im kältesten zwischen minus 7,2 und minus 7,8 °C. Die Dauer der frostfreien Zeit beträgt durchschnittlich 231 bis 234 Tage. Die minimale Anzahl frostfreier Tage liegt zwischen 209 und 218, die maximale zwischen 243 und 254 Tagen. Der durchschnittliche Beginn und das Ende dieses Zeitraums liegen zwischen dem 3. März und dem 8. April sowie zwischen dem 3. September und dem 10. Oktober. Die Dauer der Kälteperiode mit Temperaturen unter 0 °C variiert zwischen 106–117 und 142–151 Tagen. Im Frühling kommt es zu einem raschen Temperaturanstieg. Die Dauer des Zeitraums mit positiven Temperaturen trägt zu einer langen Vegetationsperiode bei, die den Anbau verschiedener Kulturpflanzen in diesem Gebiet ermöglicht. Der durchschnittliche monatliche Niederschlag ist in Tabelle 3.2 dargestellt.

Tabelle 3.2

Durchschnittlicher monatlicher Niederschlag (mm) für die Zeiträume (1891-1964 und 1965-1973) .

Wie aus der Tabelle hervorgeht, veränderte sich der durchschnittliche jährliche Langzeitniederschlag in diesem Zeitraum von 399 auf 366 mm und verringerte sich um 33 mm.

Monatlicher Durchschnitt pro Jahr relative Luftfeuchtigkeit Luft ist in Tabelle 3.3 dargestellt

Tabelle 3.3

Durchschnittliche langfristige relative Luftfeuchtigkeit pro Monat für den Zeitraum (1891-1964 und 1965-1973), in %,.

Im Betrachtungszeitraum sank die durchschnittliche jährliche Luftfeuchtigkeit von 70 auf 67 %. Ein Feuchtigkeitsdefizit tritt im Frühjahr auf Sommermonate. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass mit dem Einsetzen hoher Temperaturen Trockenheit einhergeht Ostwinde Die Verdunstung nimmt stark zu.

Durchschnittliches langfristiges Feuchtigkeitsdefizit (mb) für den Zeitraum 1965-1975. dargestellt in Tabelle 3.4

Tabelle 3.4

Durchschnittliches langfristiges Feuchtigkeitsdefizit (mb) für den Zeitraum 1965-1975. .

Das größte Feuchtigkeitsdefizit tritt im Juli–August auf, das kleinste im Dezember–Februar.

Wind. Die offene, flache Beschaffenheit des Gebiets fördert die Entwicklung starke Winde verschiedene Richtungen. Nach Angaben der Wetterstation Kotelnikovo dominieren das ganze Jahr über Ost- und Südostwinde. In den Sommermonaten trocknen sie den Boden aus und alles Lebewesen stirbt; im Winter bringen diese Winde kalte Luftmassen und werden oft von Staubstürmen begleitet, die dadurch große Schäden anrichten Landwirtschaft. Es gibt auch Winde westliche Richtung, die im Sommer Niederschläge in Form von kurzzeitigen Schauern und warmer, feuchter Luft bringen, und im Winter Tauwetter. Die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit liegt zwischen 2,6 und 5,6 m/s, dem langjährigen Mittel für den Zeitraum 1965 - 1975. beträgt 3,6 – 4,8 m/Sek.

Der Winter auf dem Gebiet des Bezirks Kotelnikovsky ist überwiegend mild und schneearm. Der erste Schnee fällt im November bis Dezember, hält aber nicht lange an. Von Januar bis Februar kommt es zu einer stabileren Schneedecke. Die durchschnittlichen Daten für das Auftreten von Schnee liegen zwischen dem 25. und 30. Dezember und die Daten zum Schmelzen liegen zwischen dem 22. und 27. März. Die durchschnittliche Tiefe des Bodengefrierens erreicht 0,8 m. Die Werte des Bodengefrierens an der Wetterstation Kotelnikovo sind in Tabelle 3.5 dargestellt

Tabelle 3.5

Werte des Bodengefrierens für den Zeitraum 1981 – 1964, cm, .

3.4.2 Moderne Klimadaten für den Süden der Wolgograder Region

Im äußersten Süden liegt die ländliche Verwaltung Poperechenskaya am meisten kurzer Winter im Gebiet. Basierend auf durchschnittlichen Daten vom 2. Dezember bis 15. März. Die Winter sind kalt, aber es kommt häufig zu Tauwetter; die Kosaken nennen sie „Fenster“. Laut Klimatologie beträgt die Durchschnittstemperatur im Januar -6,7˚С bis -7˚С; Im Juli beträgt die Temperatur 25˚C. Die Summe der Temperaturen über 10˚С beträgt 3450˚С. Die Mindesttemperatur für dieses Gebiet beträgt 35 °C, die Höchsttemperatur 43,7 °C. Die frostfreie Zeit beträgt 195 Tage. Die durchschnittliche Dauer der Schneedecke beträgt 70 Tage. Die durchschnittliche Verdunstung liegt zwischen 1000 mm/Jahr und 1100 mm/Jahr. Das Klima dieser Gegend ist geprägt von Sandstürme und Dunst, sowie Tornados mit einer Säulenhöhe von bis zu 25 m und einer Säulenbreite von bis zu 5 m sind keine Seltenheit. Die Windgeschwindigkeit kann Böen bis zu 70 m/Sek. erreichen. Die Kontinentalität verstärkt sich insbesondere nach Kälteeinbrüchen. Luftmassen in diese südliche Region. Dieses Gebiet ist durch den Don-Sal-Kamm (maximale Höhe 152 m) und die nach Süden ausgerichteten Terrassen des Kara-Sal-Flusses vor den Nordwinden geschützt, daher ist es hier wärmer.

Im untersuchten Gebiet fallen durchschnittlich 250 bis 350 mm Niederschlag, mit jährlichen Schwankungen. Die meisten Niederschläge fallen im Spätherbst und Frühwinter sowie in der zweiten Frühlingshälfte. Hier ist es etwas nasser als in X. Im Umkehrschluss erklärt sich dies aus der Tatsache, dass die Farm an der Wasserscheide des Don-Sal-Kamms liegt und in Richtung des Kara-Sal-Flusses abfällt. Die Grenze zwischen dem Bezirk Kotelnikovsky der Region Wolgograd und den Bezirken Zavetnesky Gebiet Rostow Von der Republik Kalmückien an diesen Orten verläuft der Kara-Sal-Fluss entlang des Hanganfangs des linken Ufers des Kara-Sal-Flusses bis zur Mündung der Suchaja Balka im mittleren Wasserlauf und dem rechten und linken Ufer der Kara -Der Fluss Sal verläuft 12 km lang durch das Gebiet des Bezirks Kotelnikovsky in der Region Wolgograd. Eine Wasserscheide mit einer besonderen Topographie schneidet durch die Wolken und daher fällt im Winter und Frühling etwas mehr Niederschlag über den Terrassen und dem Tal des Kara-Sal-Flusses als über dem Rest der ländlichen Verwaltung von Poperechensky. Dieser Teil des Bezirks Kotelnikovo liegt fast 100 km südlich der Stadt Kotelnikovo. . Die geschätzten Klimadaten für den südlichsten Punkt sind in Tabelle 3.6 dargestellt

Tabelle 3.6

Geschätzte Klimadaten für den südlichsten Punkt der Region Wolgograd.

Monate	Januar	Februar	Marsch	April	Mai	Juni	Juli	August	September	Oktober	November	Dezember.
Temperatur˚С	-5,5	-5,3	-0,5	9,8		21,8	25,0	23,2	16,7	9,0	2,3	-2,2
Durchschnittliches Minimum, ˚С	-8,4	-8,5	-3,7	4,7	11,4	15,8	18,4	17,4	11,4	5,0	-0,4	-4,5
Durchschnittliches Maximum, ˚С	-2,3	-1,9	3,4	15,1	23,2	28,2	30,7	29,2	22,3	13,7	5,5	0,4
Niederschlag, mm

Im Jahr 2006 wurden in den Bezirken Kotelnikovsky und Oktyabrsky der Region große Tornados beobachtet. Abbildung 2.3 zeigt die Windrose für die Poperechensky-Landverwaltung, entnommen aus Materialien, die 2008 für die Poperechensky-Verwaltung von WolgogradNIPIgiprozem LLC entwickelt wurden. Der Wind stieg auf dem Territorium der ländlichen Verwaltung Poperechensky, siehe Abb. 3.3.

Reis. 3.3. Der Wind stieg für das Gebiet der ländlichen Verwaltung Poperechensky [ 45].

Verschmutzung atmosphärische Luft Das Betreten des Territoriums der Friedensverwaltung ist nur von Fahrzeugen und landwirtschaftlichen Maschinen aus möglich. Diese Verschmutzung ist minimal, da der Fahrzeugverkehr unbedeutend ist. Die Hintergrundkonzentrationen von Schadstoffen in der Atmosphäre wurden gemäß RD 52.04.186-89 (M., 1991) und den vorläufigen Empfehlungen „Hintergrundkonzentrationen schädlicher (Schadstoff-)Stoffe für Städte und Gebiete“ berechnet Siedlungen wo es keine regelmäßigen Beobachtungen der atmosphärischen Luftverschmutzung gibt“ (St. Petersburg, 2009).

Hintergrundkonzentrationen werden für Siedlungen mit weniger als 10.000 Einwohnern akzeptiert und sind in Tabelle 3.7 dargestellt.

Tabelle 3.7

Hintergrundkonzentrationen werden für Siedlungen mit weniger als 10.000 Einwohnern akzeptiert.

3.4.2 Klimaeigenschaften der friedlichen ländlichen Verwaltung

Das nördlichste Gebiet gehört zur Landverwaltung Mirnaya und grenzt an Region Woronesch. Die Koordinaten des nördlichsten Punktes der Wolgograder Region sind 51˚15"58,5"" N. 42˚ 42"18,9"" E.D.

Klimadaten für 1946-1956.

Der Bericht über die Ergebnisse einer hydrogeologischen Untersuchung im Maßstab 1:200000, Blatt M-38-UII (1962) der Wolga-Don-Territorialen Geologischen Direktion der Hauptdirektion für Geologie und Bodenschutz beim Ministerrat der RSRSR liefert Klimadaten für die Wetterstation Uryupinsk.

Das Klima des beschriebenen Gebiets ist kontinental und zeichnet sich durch wenig Schnee aus. kalter Winter und heiße, trockene Sommer.

Die Region zeichnet sich dadurch aus, dass hohe Luftdrücke gegenüber niedrigen Luftdrücken vorherrschen. Im Winter bleiben die kalten kontinentalen Luftmassen des sibirischen Hochdruckgebiets lange Zeit über der Region hängen. Im Sommer bricht das Hochdruckgebiet aufgrund der starken Erwärmung der Luftmassen zusammen und der Azoren-Antizyklon beginnt zu wirken und bringt erhitzte Luftmassen mit sich.

Der Winter wird von scharfen kalten Winden begleitet, hauptsächlich aus dem Osten, mit häufigen Schneestürmen. Die Schneedecke ist stabil. Der Frühling beginnt Ende März und zeichnet sich durch eine Zunahme klarer Tage und einen Rückgang der relativen Luftfeuchtigkeit aus. Der Sommer beginnt in den ersten zehn Maitagen; für diese Zeit sind Dürren typisch. Niederschläge sind selten und sintflutartiger Natur. Ihr Maximum liegt im Juni-Juli.

Das kontinentale Klima bestimmt hohe Temperaturen im Sommer und niedrig im Winter.

Daten zur Lufttemperatur sind in den Tabellen 3.8-3.9 dargestellt.

Tabelle 3.8

Durchschnittliche monatliche und jährliche Lufttemperatur [ 48]

ICH	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Jahr
-9,7	-9,4	-8,5	-6,7	15,5	19,1	21,6	19,7	13,7	6,6	-0,8	-6,9	-6,0

Die absoluten minimalen und absoluten maximalen Lufttemperaturen gemäß Langzeitdaten sind in Tabelle 3.9 angegeben.

Tabelle 3.9

Die absoluten minimalen und absoluten maximalen Lufttemperaturen nach Langzeitdaten für die Mitte des 20. Jahrhunderts [ 48]

	ICH	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Jahr
schwingen
Mindest	-37	-38	-28	-14	-5				-6	-14	-24	-33	-38

In der ersten und zweiten Aprildekade beginnt eine Periode mit Temperaturen über 0 °C. Die Dauer der Frühlingsperiode mit einer durchschnittlichen Tagestemperatur von 0 bis 10 °C beträgt etwa 20–30 Tage. Die Anzahl der heißesten Tage mit einer Durchschnittstemperatur über 20 °C beträgt 50-70 Tage. Die tägliche Luftamplitude beträgt 11 – 12,5 ̊C. Im September beginnt ein deutlicher Temperaturabfall und in den ersten zehn Oktobertagen beginnen die ersten Fröste. Die durchschnittliche frostfreie Zeit beträgt 150-160 Tage.

Niederschlag. In direktem Zusammenhang mit der allgemeinen Luftmassenzirkulation und der Entfernung von Atlantischer Ozean sind die Menge atmosphärischer Niederschlag. Und Niederschläge kommen aus nördlicheren Breiten zu uns.

Daten zu monatlichen und jährlicher Niederschlag sind in Tabelle 3.10 dargestellt.

Tabelle 3.10

Durchschnittlicher monatlicher und jährlicher Niederschlag, mm (nach Langzeitdaten) [ 48]

Niederschlagsmenge am Bahnhof Uryupinskaya pro Jahr (1946-1955), mm

1946 – 276; 1947 – 447; 1948 – 367; 1951 – 294; 1954 – 349; 1955 – 429.

Im Durchschnitt über 6 Jahre 360 mm pro Jahr.

Daten für sechs Sommerzeit zeigen deutlich die ungleichmäßige Verteilung der Niederschläge über die Jahre

Das zeigen Langzeitdaten größte Zahl Niederschlag fällt während der Warmzeit. Das Maximum tritt im Juni-Juli auf. Die Niederschläge im Sommer sind sintflutartiger Natur. Manchmal fallen 25 % der durchschnittlichen Menge an einem Tag an jährlicher Niederschlag, während sie in manchen Jahren während der Warmzeit monatelang überhaupt nicht auftreten. Ungleichmäßigkeit der Niederschläge wird nicht nur nach Jahreszeit, sondern auch nach Jahr beobachtet. So fielen im trockenen Jahr 1949 (nach Angaben der Wetterstation Uryupinsk) 124 mm atmosphärischer Niederschlag, im nassen Jahr 1915 - 715 mm. Während der Warmzeit von April bis Oktober liegen die Niederschlagsmengen zwischen 225 und 300 mm; Anzahl der Tage mit Niederschlag 7–10, Niederschlag 5 mm oder mehr 2–4 Tage pro Monat. In der kalten Jahreszeit fallen 150–190 mm, die Anzahl der Tage mit Niederschlag beträgt 12–14. In der kalten Jahreszeit, von Oktober bis März, werden Nebel beobachtet. Es gibt 30-45 Nebeltage im Jahr.

Luftfeuchtigkeit hat kein ausgeprägtes Tageszyklus. In der kalten Jahreszeit, von November bis März, liegt die relative Luftfeuchtigkeit über 70 % und in Wintermonate 80 % überschreitet.

Daten zur Luftfeuchtigkeit sind in den Tabellen 3.11 – 3.12 dargestellt.

Tabelle 3.11

Durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit in %

(nach Langzeitdaten) [ 48]

ICH

III

VII

VIII

XII

Jahr

Im Oktober steigt die relative Luftfeuchtigkeit tagsüber auf 55 - 61 %. Von Mai bis August wird eine niedrige Luftfeuchtigkeit beobachtet; bei trockenem Wind sinkt die relative Luftfeuchtigkeit unter 10 %. Durchschnitt absolute Feuchtigkeit Luft ist in Tabelle 3.12 angegeben.

Tabelle 3.12

Durchschnittliche absolute Luftfeuchtigkeit MB (nach Langzeitdaten) [ 48]

ICH	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Jahr
2,8	2,9	4,4	6,9	10,3	14,0	15,1	14,4	10,7	7,9	5,5	3,3	-

Im Sommer steigt die absolute Luftfeuchtigkeit. Sie erreicht ihren Maximalwert im Juli-August und sinkt im Januar-Februar auf 3 MB. Mit Beginn des Frühlings nimmt das Feuchtigkeitsdefizit rasch zu. Der Niederschlag im Frühling und Sommer kann den Feuchtigkeitsverlust durch Verdunstung nicht ausgleichen, was zu Dürren und heißen Winden führt. Während der warmen Jahreszeit beträgt die Zahl der trockenen Tage 55–65 und die Zahl der übermäßig nassen Tage beträgt nicht mehr als 15–20 Tage. Die monatliche Verdunstung (basierend auf Langzeitdaten) ist in Tabelle 3.13 angegeben.

Tabelle 3.13

Verdunstung pro Monat (basierend auf Langzeitdaten) [ 48 ]

ICH

III

VII

VIII

XII

Jahr

Winde Daten zu den durchschnittlichen monatlichen und jährlichen Windgeschwindigkeiten sind in Tabelle 3.14 dargestellt.

Band 147, Buch. 3

Naturwissenschaften

UDC 551.584.5

LANGFRISTIGE ÄNDERUNGEN DER LUFTTEMPERATUR UND DES NIEDERSCHLAGS IN KASAN

M.A. Wereschtschagin, Yu.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogol

Anmerkung

Der Artikel analysiert langfristige Veränderungen der Lufttemperatur und des Niederschlags in Kasan und ihre Auswirkungen auf Veränderungen anderer Klimaindikatoren, die von praktischer Bedeutung sind und zu bestimmten Veränderungen im städtischen Ökosystem geführt haben.

Das Interesse an der Erforschung des Stadtklimas ist ungebrochen hoch. Die große Aufmerksamkeit, die dem Problem des Stadtklimas gewidmet wird, wird durch eine Reihe von Umständen bestimmt. Unter ihnen ist zunächst auf die immer deutlicher werdenden, deutlichen Veränderungen des Klimas der Städte in Abhängigkeit von deren Wachstum hinzuweisen. Viele Studien deuten auf einen engen Zusammenhang hin Klimabedingungen die Stadt aufgrund ihrer Anordnung, Dichte und Geschosszahl der Stadtbebauung, Bedingungen für die Lage von Industriegebieten usw.

Das Klima von Kasan in seiner quasi-stabilen („durchschnittlichen“) Erscheinungsform war mehr als einmal Gegenstand detaillierter Analysen durch Forschungsmitarbeiter der Abteilung für Meteorologie, Klimatologie und atmosphärische Ökologie der Universität Kasan staatliche Universität. Gleichzeitig gingen diese detaillierten Studien nicht auf die Frage der langfristigen (innerhalb eines Jahrhunderts) Veränderungen des Stadtklimas ein. Diese Arbeit, die eine Weiterentwicklung früherer Forschungen darstellt, schließt dieses Manko teilweise. Die Analyse basiert auf den Ergebnissen langfristiger kontinuierlicher Beobachtungen, die am meteorologischen Observatorium der Kasaner Universität (im Folgenden als Kasaner Universität abgekürzt) durchgeführt wurden.

Die Station der Kasaner Universität befindet sich im Stadtzentrum (im Innenhof des Hauptgebäudes der Universität), inmitten einer dichten Stadtbebauung, was den Ergebnissen ihrer Beobachtungen besonderen Wert verleiht, die es ermöglichen, die Auswirkungen der Stadt zu untersuchen Umwelt über langfristige Veränderungen des meteorologischen Regimes in der Stadt.

Im 19. und 20. Jahrhundert veränderten sich die klimatischen Bedingungen in Kasan kontinuierlich. Diese Veränderungen sollten als Ergebnis sehr komplexer, instationärer Auswirkungen vieler Faktoren unterschiedlicher physikalischer Natur und verschiedener Prozesse auf das städtische Klimasystem betrachtet werden.

die räumliche Skala ihrer Manifestation: global, regional. Unter letzteren lässt sich eine Gruppe rein urbaner Faktoren unterscheiden. Es umfasst alle zahlreichen Veränderungen der städtischen Umwelt, die entsprechende Veränderungen der Bedingungen für die Bildung ihres Strahlungs- und Wärmehaushalts, ihres Feuchtigkeitshaushalts und ihrer aerodynamischen Eigenschaften mit sich bringen. Dazu gehören historische Veränderungen im Bereich des Stadtgebiets, die Dichte und Geschosszahl der Stadtbebauung, die Industrieproduktion, die Energie- und Verkehrssysteme der Stadt, die Eigenschaften der verwendeten Baustoffe und Straßenbeläge und vieles mehr.

Wir werden versuchen, die Veränderungen der klimatischen Bedingungen in der Stadt im 19. und 20. Jahrhundert zu verfolgen und beschränken uns dabei auf die Analyse nur der beiden wichtigsten Klimaindikatoren, nämlich der Oberflächenlufttemperatur und des Niederschlags, basierend auf den Ergebnissen der Beobachtungen an der Station. Kasan, Universität.

Langfristige Änderungen der Oberflächenlufttemperatur. Systematische meteorologische Beobachtungen an der Kasaner Universität begannen im Jahr 1805, kurz nach ihrer Eröffnung. Aufgrund verschiedener Umstände sind kontinuierliche Reihen jährlicher Lufttemperaturwerte erst seit 1828 erhalten geblieben. Einige davon sind in Abb. grafisch dargestellt. 1.

Schon bei der ersten, oberflächlichsten Betrachtung von Abb. 1 lässt sich feststellen, dass vor dem Hintergrund chaotischer, sägezahnartiger zwischenjährlicher Schwankungen der Lufttemperatur (gestrichelte Geraden) in den letzten 176 Jahren (1828-2003) zwar unregelmäßig, aber gleichzeitig eine deutlich ausgeprägte Erwärmungstendenz (Trend) erkennbar ist ) hat in Kasan stattgefunden. Dies wird auch durch die Daten in der Tabelle gut unterstützt. 1.

Durchschnittliche langfristige () und extreme (max, t,) Lufttemperaturen (°C) an der Station. Kasan, Universität

Mittelungsperioden Extreme Temperaturen Luft

^tt Jahre ^tah Jahre

Jahr 3,5 0,7 1862 6,8 1995

Januar -12,9 -21,9 1848, 1850 -4,6 2001

19.9. 15.7. 1837 24.0. 1931

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist. 1, extrem niedrige Lufttemperaturen in Kasan wurden spätestens in den 40er und 60er Jahren registriert. 19. Jahrhundert. Nach den harten Wintern 1848, 1850. Die durchschnittlichen Lufttemperaturen im Januar haben nie wieder ¿tm = -21,9 °C erreicht oder unterschritten. Im Gegenteil, die höchsten Lufttemperaturen (maximal) wurden in Kasan erst im 20. oder ganz am Anfang des 21. Jahrhunderts beobachtet. Wie Sie sehen, war das Jahr 1995 von einem Rekord geprägt hochwertig durchschnittliche jährliche Lufttemperatur.

Die Tabelle enthält auch viele interessante Dinge. 2. Aus seinen Daten geht hervor, dass sich die Erwärmung des Klimas von Kasan in allen Monaten des Jahres manifestierte. Gleichzeitig ist deutlich zu erkennen, dass es sich im Winter am intensivsten entwickelte.

15 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Reis. 1. Langfristige Dynamik der durchschnittlichen jährlichen (a), Januar (b) und Juli (c) Lufttemperaturen (°C) an der Station. Kasan, Universität: Ergebnisse von Beobachtungen (1), linearer Glättung (2) und Glättung mit einem Tiefpass-Potter-Filter (3) für b > 30 Jahre

(Dezember - Februar). Die Lufttemperaturen des letzten Jahrzehnts (1988–1997) dieser Monate übertrafen die ähnlichen Durchschnittswerte des ersten Jahrzehnts (1828–1837) des Untersuchungszeitraums um mehr als 4–5°C. Es ist auch deutlich zu erkennen, dass der Prozess der Klimaerwärmung in Kasan sehr ungleichmäßig verlief und oft durch Perioden relativ schwacher Abkühlung unterbrochen wurde (siehe die entsprechenden Daten im Februar - April, November).

Änderungen der Lufttemperaturen (°C) für nicht überlappende Jahrzehnte an der Station. Kasan, Universität

bezogen auf das Jahrzehnt 1828-1837.

Jahrzehnte Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Jahr

1988-1997 5.25 4.22 2.93 3.39 3.16 3.36 2.15 1.27 2.23 2.02 0.22 4.83 2.92

1978-1987 4.78 2.16 1.54 1.79 3.19 1.40 1.85 1.43 1.95 1.06 0.63 5.18 2.25

1968-1977 1.42 1.19 1.68 3.27 2.74 1.88 2.05 1.91 2.25 0.87 1.50 4.81 2.13

1958-1967 4.16 1.95 0.76 1.75 3.39 1.92 2.65 1.79 1.70 1.25 0.30 4.70 2.19

1948-1957 3.02 -0.04 -0.42 1.34 3.29 1.72 1.31 2.11 2.79 1.41 0.65 4.61 1.98

1938-1947 1.66 0.94 0.50 0.72 1.08 1.25 1.98 2.49 2.70 0.00 0.15 2.85 1.36

1928-1937 3.96 -0.61 0.03 1.40 2.07 1.39 2.82 2.36 2.08 2.18 2.07 2.37 1.84

1918-1927 3.38 0.46 0.55 1.61 2.33 2.79 1.54 1.34 2.49 0.73 0.31 2.76 1.69

1908-1917 3.26 0.43 -0.50 1.11 1.00 1.71 1.80 1.02 1.83 -0.76 1.01 4.70 1.38

1898-1907 2.87 1.84 -0.54 0.99 2.70 1.68 2.18 1.55 0.72 0.47 -0.90 2.41 1.33

1888-1897 0.11 1.20 0.19 0.23 2.84 1.26 2.14 2.02 1.42 1.43 -2.36 0.90 0.95

1878-1887 1.47 1.57 -0.90 -0.48 2.46 0.94 1.74 0.88 1.08 0.12 0.19 4.65 1.14

1868-1877 1.45 -1.01 -0.80 0.00 0.67 1.47 1.67 1.96 0.88 0.86 0.86 1.99 0.83

1858-1867 2.53 -0.07 -0.92 0.53 1.25 1.25 2.40 0.85 1.59 0.36 -0.62 1.35 0.86

1848-1857 0.47 0.71 -0.92 0.05 2.43 1.02 1.86 1.68 1.20 0.39 0.25 2.86 1.00

1838-1847 2.90 0.85 -1.98 -0.97 1.55 1.65 2.45 1.86 1.81 0.49 -0.44 0.92 0.92

1828-1837 -15.54 -12.82 -5.93 3.06 10.69 16.02 17.94 16.02 9.70 3.22 -3.62 -13.33 2.12

Zu ungewöhnlich warmen Wintern den letzten Jahren Die Bewohner Kasans der älteren Generation (deren Alter jetzt mindestens 70 Jahre beträgt) begannen sich daran zu gewöhnen, behielten jedoch Erinnerungen daran strenge Winter seine Kindheit (1930-1940er Jahre) und seine Blütezeit Arbeitstätigkeit(1960er Jahre). Für die jüngere Generation der Kasaner werden die warmen Winter der letzten Jahre offenbar nicht mehr als Anomalie, sondern als „Klimastandard“ wahrgenommen.

Der hier diskutierte langfristige Trend der Klimaerwärmung in Kasan lässt sich am besten beobachten, indem man den Verlauf geglätteter (systematischer) Komponenten von Änderungen der Lufttemperatur untersucht (Abb. 1), der in der Klimatologie als Trend seines Verhaltens definiert wird.

Die Erkennung eines Trends in Klimareihen gelingt in der Regel dadurch, dass man sie glättet und (dadurch) kurzzeitige Schwankungen in ihnen unterdrückt. In Bezug auf langfristige Lufttemperaturreihen (1828–2003) an der Station. Die Universität Kasan verwendete zwei Methoden, um sie zu glätten: linear und krummlinig (Abb. 1).

Bei der linearen Glättung werden alle ihre zyklischen Schwankungen mit Periodenlängen b, die kleiner oder gleich der Länge der analysierten Reihe sind, von der langfristigen Dynamik der Lufttemperatur (in unserem Fall b > 176 Jahre) ausgeschlossen. Das Verhalten des linearen Trends der Lufttemperatur wird durch die Geradengleichung angegeben

g (t) = bei + (1)

Dabei ist g(t) der geglättete Wert der Lufttemperatur zum Zeitpunkt t (Jahre), a die Steigung (Trendgeschwindigkeit) und r0 ein freier Term, der dem geglätteten Wert der Temperatur zum Zeitpunkt t = 0 (Beginn des Zeitraums) entspricht ).

Positiver Wert Der Koeffizient a weist auf eine Klimaerwärmung hin und umgekehrt, wenn a< 0. Если параметры тренда а и (0 известны, то несложно оценить величину повышения (если а >0) Lufttemperatur über einen Zeitraum t

Ar (t) = r (t) - r0 = am, (2)

aufgrund der linearen Komponente des Trends erreicht.

Wichtige qualitative Indikatoren eines linearen Trends sind sein Bestimmtheitsmaß R2, das angibt, welcher Teil der Gesamtvarianz u2 (r) durch Gleichung (1) reproduziert wird, und die Zuverlässigkeit der Trenderkennung aus Archivdaten. Nachfolgend (Tabelle 3) sind die Ergebnisse einer linearen Trendanalyse von Lufttemperaturreihen aufgeführt, die als Ergebnis von Langzeitmessungen an der Station gewonnen wurden. Kasan, Universität.

Analyse der Tabelle 3 führt zu den folgenden Schlussfolgerungen.

1. Das Vorhandensein eines linearen Erwärmungstrends (a > 0) in kompletten Serien (1828-2003) und in ihren einzelnen Teilen wird mit sehr hoher Zuverlässigkeit (> 92,3 %) bestätigt.

2. Die Erwärmung des Kasaner Klimas manifestierte sich sowohl in der Dynamik der Winter- als auch der Sommerlufttemperaturen. Allerdings war die Erwärmung im Winter um ein Vielfaches schneller als die Erwärmung im Sommer. Das Ergebnis der langfristigen (1828-2003) Erwärmung des Kasaner Klimas war der kumulierte Anstieg im durchschnittlichen Januar

Ergebnisse der linearen Trendanalyse der langfristigen Dynamik der Lufttemperatur (AT) an der Station. Kasan, Universität

Zusammensetzung der Reihe durchschnittlicher TV-Trendparameter und ihrer qualitativen Indikatoren. Anstieg des TV [A/ (t)] über das Glättungsintervall t

a, °C / 10 Jahre "s, °C K2, % ^, %

t = 176 Jahre (1828-2003)

Jährlicher TV 0,139 2,4 37,3 > 99,9 2,44

Januar TV 0,247 -15,0 10,0 > 99,9 4,37

Juli TV 0,054 14,4 1,7 97,3 1,05

t = 63 Jahre (1941-2003)

Jährlicher TV 0,295 3,4 22,0 > 99,9 1,82

Januar TV 0,696 -13,8 6,0 98,5 4,31

Juli TV 0,301 19,1 5,7 98,1 1,88

t = 28 Jahre (1976-2003)

Jährlicher TV 0,494 4,0 9,1 96,4 1,33

Januar TV 1,402 -12,3 4,4 92,3 3,78

Juli TV 0,936 19,0 9,2 96,5 2,52

Lufttemperatur um fast A/(t = 176) = 4,4 °C, die durchschnittliche Julitemperatur um 1 °C und die durchschnittliche Jahrestemperatur um 2,4 °C (Tabelle 3).

3. Die Erwärmung des Kasaner Klimas hat sich ungleichmäßig (mit Beschleunigung) entwickelt: Die höchsten Raten wurden in den letzten drei Jahrzehnten beobachtet.

Ein wesentlicher Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens zur linearen Glättung von Lufttemperaturreihen ist die vollständige Unterdrückung aller Merkmale der inneren Struktur des Erwärmungsprozesses im gesamten Anwendungsbereich. Um diesen Nachteil zu beheben, wurden die untersuchten Temperaturreihen gleichzeitig mit einem krummlinigen (Tiefpass-)Potter-Filter geglättet (Abb. 1).

Der Transmissionsgrad des Potter-Filters wurde so eingestellt, dass nur solche zyklischen Temperaturschwankungen nahezu vollständig unterdrückt wurden, deren Periodenlänge (b) 30 Jahre nicht erreichte und damit kürzer war als die Dauer des Brickner-Zyklus. Die Ergebnisse der Verwendung eines Tiefpass-Potter-Filters (Abb. 1) ermöglichen erneut den Nachweis, dass sich die Erwärmung des Kasaner Klimas historisch sehr ungleichmäßig entwickelt hat: lange (mehrere Jahrzehnte) Perioden schnellen Anstiegs der Lufttemperatur (+) wechselte mit Perioden seines leichten Rückgangs (-). Infolgedessen blieb der Erwärmungstrend vorherrschend.

In der Tabelle Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse einer linearen Trendanalyse von Zeiträumen langfristiger eindeutiger Änderungen der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperaturen (identifiziert mit dem Potter-Filter) seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. was Art. betrifft. Kasan, Universität, und für die gleichen Werte, die durch Mittelung über die gesamte nördliche Hemisphäre erhalten wurden.

Tabellendaten 4 zeigen, dass sich die Klimaerwärmung in Kasan schneller entwickelte als (im Durchschnitt) auf der Nordhalbkugel

Chronologie langfristiger Veränderungen der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperaturen in Kasan und der nördlichen Hemisphäre und die Ergebnisse ihrer linearen Trendanalyse

Perioden langer Merkmale linearer Trends

eindeutig

Änderungen im Durchschnitt a, °C / 10 Jahre R2, % R, %

jährliche TV (Jahre)

1. Dynamik des durchschnittlichen Jahresfernsehens des Senders. Kasan, Universität

1869-1896 (-) -0.045 0.2 17.2

1896-1925 (+) 0.458 19.2 98.9

1925-1941 (-) -0.039 0.03 5.5

1941-2003 (+) 0.295 22.0 99.9

2. Dynamik des durchschnittlichen jährlichen TV,

erhalten durch Mittelung über die nördliche Hemisphäre

1878-1917 (-) -0.048 14.2 98.4

1917-1944 (+) 0.190 69.8 > 99.99

1944-1976 (-) -0.065 23.1 99.5

1976-2003 (+) 0.248 74.3 > 99.99

Scharia. Die Chronologie und Dauer langfristiger eindeutiger Änderungen der Lufttemperatur unterschieden sich deutlich. Die erste Periode eines langen Anstiegs der Lufttemperatur in Kasan begann früher (1896-1925), viel früher (seit 1941) begann die moderne Welle eines langen Anstiegs der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperatur, gekennzeichnet durch das Erreichen ihres höchsten Niveaus (in die gesamte Beobachtungsgeschichte) (6,8° C) im Jahr 1995 (tabKak). Wie oben bereits erwähnt, ist diese Erwärmung das Ergebnis eines sehr komplexen Effekts auf das thermische Regime der Stadt große Zahl variable Faktoren unterschiedlicher Herkunft. In diesem Zusammenhang könnte es von Interesse sein, den Beitrag der „städtischen Komponente“ zur Gesamterwärmung des Kasaner Klimas abzuschätzen historische Besonderheiten Wachstum der Stadt und Entwicklung ihrer Wirtschaft.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der größte Teil des über 176 Jahre akkumulierten Anstiegs der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperatur (Kasaner Bahnhof, Universität) auf die „städtische Komponente“ entfällt (58,3 % oder 2,4 x 0,583 = 1,4 °C). Der gesamte verbleibende Teil (ca. 1°C) der akkumulierten Erwärmung ist auf die Wirkung natürlicher und globaler anthropogener Faktoren (Emissionen thermodynamisch aktiver Gasbestandteile und Aerosole in die Atmosphäre) zurückzuführen.

Ein Leser, der sich die Indikatoren der akkumulierten (1828-2003) Klimaerwärmung in der Stadt (Tabelle 3) ansieht, könnte eine Frage haben: Wie groß sind sie und womit könnten sie verglichen werden? Versuchen wir, diese Frage anhand der Tabelle zu beantworten. 5.

Tabellendaten 5 deuten auf einen bekannten Anstieg der Lufttemperatur mit einer Abnahme der geografischen Breite hin und umgekehrt. Es lässt sich auch feststellen, dass die Anstiegsrate der Lufttemperatur mit abnehmender Geschwindigkeit abnimmt

Durchschnittliche Lufttemperaturen (°C) von Breitengradkreisen auf Meereshöhe

Breitengrad (, Juli Jahr

Hagel nördlicher Breitengrad

Breitengrade variieren. Wenn es im Januar c1 =D^ / D(= = [-7 - (-16)]/10 = 0,9 °C / Breitengrad ist, dann sind es im Juli deutlich weniger -c2 ~ 0,4 °C / Breitengrad.

Wenn der über 176 Jahre erreichte Anstieg der durchschnittlichen Januartemperatur (Tabelle 3) durch die durchschnittliche zonale Änderungsrate des Breitengrads (c1) dividiert wird, erhalten wir eine Schätzung des Ausmaßes der virtuellen Verschiebung der Stadtposition nach Süden ( =D^(r = 176)/c1 =4,4/ 0,9 = 4,9 Grad Breite,

um im Januar ungefähr den gleichen Anstieg der Lufttemperatur zu erreichen wie im gesamten Messzeitraum (1828-2003).

Die geografische Breite von Kasan liegt nahe bei (= 56 Grad N. Subtrahiert man davon

der resultierende klimaäquivalente Erwärmungswert (= 4,9 Grad).

Breitengrad finden wir einen anderen Breitengradwert ((= 51 Grad N, der nahe bei liegt

Breitengrad der Stadt Saratow), in die die bedingte Verlegung der Stadt erfolgen sollte, sofern die Zustände des globalen Klimasystems und der städtischen Umwelt unverändert bleiben.

Die Berechnung der Zahlenwerte (, die das Ausmaß der in der Stadt über 176 Jahre im Juli und im Jahresdurchschnitt erreichten Erwärmung charakterisieren, führt zu folgenden (ungefähren) Schätzungen: 2,5 bzw. 4,0 Grad Breite.

Mit der Erwärmung des Kasaner Klimas kam es zu spürbaren Veränderungen bei einer Reihe anderer wichtiger Indikatoren des thermischen Regimes der Stadt. Höhere Erwärmungsraten im Winter (Januar) (mit geringeren Raten im Sommer (Tabellen 2, 3)) führten zu einem allmählichen Rückgang der jährlichen Amplitude der Lufttemperatur in der Stadt (Abb. 2) und infolgedessen zu einer Abschwächung kontinentaler Charakter des Stadtklimas.

Der durchschnittliche Langzeitwert (1828–2003) der jährlichen Amplitude der Lufttemperatur an der Station. Kasan, Universität beträgt 32,8°C (Tabelle 1). Wie aus Abb. ersichtlich ist. 2 Aufgrund der linearen Komponente des Trends verringerte sich die jährliche Amplitude der Lufttemperatur über 176 Jahre um fast 2,4 °C. Wie groß ist diese Schätzung und womit kann sie in Zusammenhang gebracht werden?

Basierend auf den verfügbaren kartografischen Daten zur Verteilung der jährlichen Lufttemperaturamplituden auf dem europäischen Territorium Russlands entlang des Breitenkreises (= 56 Grad Breite) könnte die kumulierte Abschwächung des kontinentalen Klimas durch eine virtuelle Verschiebung der Stadtposition nach Westen erreicht werden ungefähr 7-9 Grad Länge oder fast 440-560 km in die gleiche Richtung, was etwas mehr als der Hälfte der Entfernung zwischen Kasan und Moskau entspricht.

ooooooooooooooooooooooool^s^s^slsls^sls^s^o

Reis. 2. Langfristige Dynamik der jährlichen Amplitude der Lufttemperatur (°C) an der Station. Kasan, Universität: Ergebnisse von Beobachtungen (1), linearer Glättung (2) und Glättung mit einem Tiefpass-Potter-Filter (3) für b > 30 Jahre

Reis. 3. Dauer der frostfreien Zeit (Tage) an der Station. Kasan, Universität: tatsächliche Werte (1) und ihre lineare Glättung (2)

Ein weiterer, nicht minder wichtiger Indikator für das thermische Regime einer Stadt, dessen Verhalten auch die beobachtete Klimaerwärmung widerspiegelt, ist die Dauer der frostfreien Zeit. Als frostfreie Zeit bezeichnet man in der Klimatologie die Zeitspanne zwischen dem Datum

Reis. 4. Dauer der Heizperiode (Tage) an der Station. Kasan, Universität: tatsächliche Werte (1) und ihre lineare Glättung (2)

der letzte Frost (Frost) im Frühjahr und das erste Datum des Herbstfrosts (Frost). Die durchschnittliche langfristige Dauer der frostfreien Zeit an der Station. Kasan, Universität dauert 153 Tage.

Wie Abb. 3, in der langfristigen Dynamik der Dauer der frostfreien Zeit an der Station. An der Kasaner Universität gibt es einen klar definierten langfristigen Trend ihres allmählichen Anstiegs. In den letzten 54 Jahren (1950-2003) ist sie aufgrund der linearen Komponente bereits um 8,5 Tage gestiegen.

Es besteht kein Zweifel, dass sich die Verlängerung der frostfreien Zeit positiv auf die Verlängerung der Vegetationsperiode der städtischen Pflanzengemeinschaft auswirkte. Da uns keine Langzeitdaten zur Länge der Vegetationsperiode in der Stadt vorliegen, können wir hier leider nicht mindestens ein Beispiel nennen, das diese offensichtliche Situation untermauert.

Mit der Erwärmung des Kasaner Klimas und der anschließenden Verlängerung der frostfreien Zeit kam es in der Stadt zu einer natürlichen Verkürzung der Heizperiode (Abb. 4). Klimatische Eigenschaften Heizperioden werden häufig im Wohnungsbau und bei kommunalen Dienstleistungen eingesetzt Produktionsbereiche Standards für Kraftstoffreserven und -verbrauch zu entwickeln. In der angewandten Klimatologie wird als Dauer der Heizperiode der Teil des Jahres verstanden, in dem die durchschnittliche tägliche Lufttemperatur stabil unter +8 °C gehalten wird. Während dieser Zeit aufrechtzuerhalten normale Temperatur Luft in Wohn- und Produktionsgelände sie müssen erhitzt werden.

Die durchschnittliche Dauer der Heizperiode betrug zu Beginn des 20. Jahrhunderts (nach Beobachtungsergebnissen am Kasaner Bahnhof der Universität) 208 Tage.

1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

>50 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Y1 "yy = 0,0391 x - 5,6748 R2 = 0,17

Reis. 5. Durchschnittliche Temperatur der Heizperiode (°C) an der Station. Kasan, Universität: tatsächliche Werte (1) und ihre lineare Glättung (2)

Aufgrund der Erwärmung des Stadtklimas ist es allein in den letzten 54 Jahren (1950-2003) um 6 Tage zurückgegangen (Abb. 4).

Ein wichtiger zusätzlicher Indikator für die Heizperiode ist die durchschnittliche Lufttemperatur. Aus Abb. 5 zeigt, dass mit der Verkürzung der Dauer der Heizperiode in den letzten 54 Jahren (1950–2003) ein Anstieg um 2,1 °C einherging.

Somit hat die Erwärmung des Kasaner Klimas nicht nur entsprechende Veränderungen in der Umweltsituation in der Stadt mit sich gebracht, sondern auch bestimmte positive Voraussetzungen für die Einsparung von Energiekosten in der Produktion und insbesondere im Wohn- und Gemeinschaftsbereich der Stadt geschaffen.

Niederschlag. Die Fähigkeit, langfristige Veränderungen des atmosphärischen Niederschlagsregimes (im Folgenden als Niederschlag abgekürzt) in der Stadt zu analysieren, ist aus mehreren Gründen stark eingeschränkt.

Der Standort der Niederschlagsmessgeräte des Meteorologischen Observatoriums der Kasaner Universität befand sich historisch immer im Innenhof des Hauptgebäudes und ist daher (in unterschiedlichem Maße) von allen Seiten durch mehrstöckige Gebäude abgeschlossen. Bis zum Herbst 2004 wuchsen auf dem besagten Hof viele Pflanzen. hohe Bäume. Diese Umstände führten zwangsläufig zu erheblichen Störungen des Windregimes im Innenraum des besagten Hofes und damit auch der Bedingungen für die Niederschlagsmessung.

Der Standort der meteorologischen Stätte innerhalb des Hofes änderte sich mehrmals, was sich auch in der Verletzung der Homogenität der Niederschlagsreihen gemäß Art. Kasan, Universität. So zum Beispiel O.A. Drozdov entdeckte eine Überschätzung der winterlichen Niederschlagsmengen an der angegebenen Station

Untere Periode XI - III (unten)

durch Schneeblasen von den Dächern nahegelegener Gebäude in Jahren, in denen der meteorologische Standort am nächsten lag.

Sehr Negativer Einfluss zur Qualität langjähriger Niederschlagsreihen nach Art. Kasan unterstützte die Universität auch die generelle Ablösung (1961) von Niederschlagsmessern durch Niederschlagsmesser, was methodisch nicht vorgesehen war.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten sind wir gezwungen, uns darauf zu beschränken, nur verkürzte Niederschlagsreihen (1961–2003) zu betrachten, bei denen die für ihre Messungen verwendeten Instrumente (Niederschlagsmesser) und die Position des meteorologischen Standorts innerhalb des Universitätshofs unverändert blieben.

Der wichtigste Indikator für das Niederschlagsregime ist seine Menge, die durch die Höhe der Wasserschicht (mm) bestimmt wird, die sich auf einer horizontalen Oberfläche aus heruntergefallener Flüssigkeit (Regen, Nieselregen usw.) und Feststoff (Schnee, Schneekörner, Hagel) bilden kann usw. - nach dem Schmelzen) Niederschlag ohne Abfluss, Versickerung und Verdunstung. Die Niederschlagsmenge wird üblicherweise einem bestimmten Zeitintervall ihrer Sammlung (Tag, Monat, Jahreszeit, Jahr) zugeordnet.

Aus Abb. 6 Daraus folgt, dass unter den Voraussetzungen des Art. Die jährlichen Niederschlagsmengen der Universität Kasan werden zu einem entscheidenden Anteil aus den Niederschlägen der Warmperiode (April-Oktober) gebildet. Den Messergebnissen aus den Jahren 1961–2003 zufolge fallen in der warmen Jahreszeit durchschnittlich 364,8 mm, in der kalten Jahreszeit (November – März) weniger (228,6 mm).

Zur langfristigen Dynamik des Jahresniederschlags an der Station. Kasan, Universität, die charakteristischsten Merkmale sind zwei inhärente Merkmale: große zeitliche Variabilität des Feuchtigkeitsregimes und das fast vollständige Fehlen einer linearen Komponente des Trends (Abb. 6).

Die systematische Komponente (Trend) in der langfristigen Dynamik der jährlichen Niederschlagsmengen wird nur durch niederfrequente zyklische Schwankungen unterschiedlicher Dauer (von 8-10 bis 13 Jahren) und Amplitude repräsentiert, wie aus dem Verhalten der Bewegung über 5 Jahre folgt Durchschnittswerte (Abb. 6).

Seit der zweiten Hälfte der 1980er Jahre. Das Verhalten der angegebenen systematischen Komponente der Dynamik der jährlichen Niederschlagsmengen wurde von einer 8-Jahres-Zyklizität dominiert. Nach einem tiefen Minimum der jährlichen Niederschlagsmengen, das sich im Verhalten der systematischen Komponente im Jahr 1993 manifestierte, stiegen diese bis 1998 rasch an, danach zeichnete sich ein umgekehrter Trend ab. Wenn die angegebene (8-Jahres-)Zyklizität anhält, ist ab (ungefähr) ab 2001 von einem anschließenden Anstieg der jährlichen Niederschlagsmengen auszugehen (Ordinate der gleitenden 5-Jahres-Mittelwerte).

Das Vorhandensein einer schwach ausgeprägten linearen Komponente des Trends in der langfristigen Niederschlagsdynamik zeigt sich nur im Verhalten ihrer halbjährlichen Summen (Abb. 6). Im betrachteten historischen Zeitraum (1961–2003) nahmen die Niederschläge in der warmen Jahreszeit (April–Oktober) tendenziell leicht zu. Im Niederschlagsverhalten während der kalten Jahreszeit war ein umgekehrter Trend zu beobachten.

Aufgrund der linearen Komponente des Trends hat die Niederschlagsmenge in der warmen Jahreszeit in den letzten 43 Jahren um 25 mm zugenommen, während die Niederschlagsmenge in der kalten Jahreszeit um 13 mm abgenommen hat.

Hier kann sich die Frage stellen: Gibt es in den angegebenen systematischen Komponenten der Veränderungen des Niederschlagsregimes eine „städtische Komponente“ und in welcher Beziehung steht diese zur natürlichen Komponente? Leider haben die Autoren noch keine Antwort auf diese Frage, auf die im Folgenden eingegangen wird.

Zu den städtischen Faktoren langfristiger Veränderungen des Niederschlagsregimes zählen alle Veränderungen der städtischen Umwelt, die entsprechende Veränderungen der Wolkenbedeckung, Kondensationsprozesse und Niederschläge über der Stadt und ihrer unmittelbaren Umgebung mit sich bringen. Am bedeutsamsten sind natürlich die langfristigen Schwankungen der Vertikalprofile.

0.25 -0.23 -0.21 -0.19 -0.17 -0.15 0.13 0.11 0.09 0.07 0.05

Reis. Abb. 7. Langfristige Dynamik der relativen jährlichen Niederschlagsamplituden Ах (Bruchteile einer Einheit) an der Station. Kasan, Universität: tatsächliche Werte (1) und ihre lineare Glättung (2)

lei Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Grenzschicht der Atmosphäre, die Rauheit des städtischen Untergrunds und die Belastung des städtischen Luftbeckens mit hygroskopischen Substanzen (Kondensationskeimen). Beeinflussen große StädteÄnderungen der Niederschlagsregime werden in einer Reihe von Arbeiten detailliert analysiert.

Eine Einschätzung des Beitrags der städtischen Komponente zu langfristigen Veränderungen des Niederschlagsregimes in Kasan ist durchaus realistisch. Allerdings werden hierfür zusätzlich Daten zum Niederschlag an der Station benötigt. Kasan, Universität, ist es notwendig, ähnliche (synchrone) Ergebnisse ihrer Messungen an einem Netz von Stationen in der unmittelbaren Umgebung (bis zu 20-50 km) der Stadt zu gewinnen. Leider lagen uns diese Informationen noch nicht vor.

Die Größe der relativen jährlichen Niederschlagsamplitude

Ax = (I^ - D^)/I-100 % (3)

gilt als einer der Indikatoren für die Klimakontinentalität. In Formel (3) sind Yamax und Yat1P die größten bzw. kleinsten unterjährlichen monatlichen Niederschlagsmengen, R ist die jährliche Niederschlagsmenge.

Die langfristige Dynamik der jährlichen Niederschlagsamplituden Ax ist in Abb. dargestellt. 7.

Durchschnittlicher Langzeitwert (Ax) für st. Kasan, Universität (1961-2003) beträgt etwa 15 %, was den Bedingungen eines halbkontinentalen Klimas entspricht. In der langfristigen Dynamik der Niederschlagsamplituden Ax gibt es einen schwach ausgeprägten, aber stabilen Abwärtstrend, was darauf hindeutet, dass sich die Abschwächung des Kontinentalklimas von Kasan am deutlichsten manifestiert

was sich in einer Abnahme der jährlichen Lufttemperaturamplituden äußerte (Abb. 2), spiegelte sich auch in der Dynamik des Niederschlagsregimes wider.

1. Die klimatischen Bedingungen von Kasan erfuhren im 19. und 20. Jahrhundert erhebliche Veränderungen, die das Ergebnis sehr komplexer, instationärer Auswirkungen vieler verschiedener Faktoren auf das lokale Klima waren, unter denen dem Einfluss eines Komplexes eine bedeutende Rolle zukommt urbaner Faktoren.

2. Veränderungen in den klimatischen Bedingungen der Stadt äußerten sich am deutlichsten in der Erwärmung des Kasaner Klimas und der Abschwächung seiner Kontinentalität. Das Ergebnis der Klimaerwärmung in Kasan in den letzten 176 Jahren (1828-2003) war ein Anstieg der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperatur um 2,4 °C Großer Teil Diese Erwärmung (58,3 % oder 1,4 °C) war mit dem Wachstum der Stadt, der Entwicklung ihrer Industrieproduktion, Energie- und Transportsysteme, Veränderungen in der Bautechnologie und den Eigenschaften der genutzten Gebäude verbunden Baumaterial und andere anthropogene Faktoren.

3. Die Erwärmung des Kasaner Klimas und eine gewisse Abschwächung seiner kontinentalen Eigenschaften führten zu angemessenen Veränderungen der Umweltsituation in der Stadt. Gleichzeitig nahm die Dauer der frostfreien Zeit (Wachstumsperiode) zu, die Dauer der Heizperiode verringerte sich bei gleichzeitiger Verlängerung Durchschnittstemperatur. Damit sind die Voraussetzungen für einen sparsameren Verbrauch von Brennstoffen im Wohn-, Kommunal- und Industriebereich sowie für eine Reduzierung der Schadstoffemissionen in die Atmosphäre geschaffen.

Die Arbeit wurde mit finanzieller Unterstützung des wissenschaftlichen Programms „Universitäten Russlands – Grundlagenforschung", Richtung "Geographie".

M.A. Vereshagin, Y.P. Perevedentsev, E.P. Naumov, K.M. Shantalinsky, F.V. Gogol. Langfristige Änderungen der Lufttemperatur und des atmosphärischen Niederschlags in Kasan.

Es werden langfristige Veränderungen der Lufttemperatur und des atmosphärischen Niederschlags in Kasan sowie deren Auswirkungen auf die Veränderungen anderer Klimaparameter analysiert, die von Bedeutung waren und bestimmte Veränderungen im städtischen Ökosystem mit sich brachten.

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Eingegangen beim Herausgeber am 27.10.05

Vereshchagin Mikhail Alekseevich – Kandidat der Geographischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor der Abteilung für Meteorologie, Klimatologie und atmosphärische Ökologie der Kasaner Staatlichen Universität.

Perevedentsev Yuri Petrovich – Doktor der Geographiewissenschaften, Professor, Dekan der Fakultät für Geographie und Geoökologie der Staatlichen Universität Kasan.

Email: [email protected]

Naumov Eduard Petrovich – Kandidat der Geographischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor der Abteilung für Meteorologie, Klimatologie und atmosphärische Ökologie der Staatlichen Universität Kasan.

Shantalinsky Konstantin Mikhailovich – Kandidat der Geographischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor der Abteilung für Meteorologie, Klimatologie und atmosphärische Ökologie der Kasaner Staatlichen Universität.

Email: [email protected]

Gogol Felix Vitalievich – Assistent am Institut für Meteorologie, Klimatologie und atmosphärische Ökologie der Staatlichen Universität Kasan.

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