24386 (685044), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

На юге Красноярского края и в Якутии также возможны суточные суммы осадков, превышающие 100 мм. Так, 6 августа 1958 года в Ленске выпало 103 мм осадков [15]. Тогда восточный отрог Азорского антициклона занимал всю Европу, южные циклоны шли через Каспийское и Аральское моря на бассейны Оби и Енисея.

Благоприятные условия для формирования рекордных суточных сумм осадков в Амурской области, Хабаровском и Приморском краях, на Сахалине определяются южными циклонами, проходящими по западной периферии Тихого океана. На Сахалине выпало 137 мм осадков 3 августа 1981 года, в Хабаровском крае – 158 мм 22 июля 1976 года. На Камчатке максимум суточных сумм осадков сдвинут на холодную половину года (9 ноября 1934 года в Петропавловске-Камчатском выпало 207 мм осадков) [15].

По последним данным, продолжительность действия и повторяемость циркуляционных условий, при которых южные циклоны активизируются, возрастают на протяжении XX века, и особенно за последние десятилетия. При сохранении этой тенденции можно ожидать повышения повторяемости и величины экстремумов атмосферных осадков.

Современные расчетные климатические модели учитывают не только температуру и осадки, но и множество дополнительных параметров, в том числе содержание в атмосфере углекислого газа. Если его концентрация возрастет вдвое, то в среднем количество осадков увеличится на 10 – 30%, но изменится их характер. В умеренных широтах Северного полушария чаще будут наблюдаться сильные ливни и обильные снегопады, а на планете в целом усилятся температурные контрасты между континентами и океанами, интенсивнее станут муссоны в Восточной Азии.

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования

2.1 Физико-географические условия Рязанской области

Рязанская область расположена в центральной части Русской равнины. Её площадь составляет 39,6 тыс. км². Крайняя северная точка находится на 55⁰22’ с. ш., крайняя южная – 53⁰19’ с. ш. С запада на восток область протянулась от 38⁰38’ в. д. до 42⁰31’ в. д. [24].

С поверхности в пределах области залегают четвертичные отложения разного генезиса: ледниковые, водно-ледниковые, озерно-аллювиальные. Они подстилаются различными по составу осадочными породами неогенового, мелового, юрского и каменноугольного возраста, местами вскрывающимися в склонах долин, балок и оврагов.

В современном рельефе территории, которую занимает область, по абсолютным высотам обособляется ряд крупных неровностей – возвышенных и сниженных участков, отличающихся друг от друга по глубине и густоте эрозионного расчленения, морфологии междуречий и речных долин.

На западе области расположена северо-восточная часть Среднерусской возвышенности, восточнее находятся относительно пониженные участки – Мещерская низина и приокская часть Окско-Донской равнины, входящие в субмеридионально вытянутую полосу Волжско-Окско-Донских равнин.

Рязанская часть Среднерусской возвышенности отличается наибольшими для области абсолютными высотами междуречий, наиболее интенсивным эрозионным расчленением, преобладанием полого-увалистых и холмисто-увалистых междуречий. На возвышенности расположена максимальная отметка поверхности в пределах области – 245 м.

Рязанская часть Окско-Донской равнины приурочена в основном к ее северной (окской) покатости, ограниченной на севере долиной Оки, а на юге – Окско-Донским водоразделом. В пределы области входит и небольшая часть донской покатости равнины.

Часть Мещерской низины, расположенная в пределах области, занимает около 10,7 тыс. км². К ней относят также долину Оки, Ковров-Касимовское плато, участок правобережья Оки в низовьях р. Вожи и Константиновское плато на междуречье Оки и Мечи. В пределах низины расположена минимальная отметка поверхности – 78 м.

Климат Рязанской области, расположенной в умеренном климатическом поясе, умеренно-континентальный с теплым летом и умеренно-холодной зимой. Величина суммарной солнечной радиации, поступающей на поверхность земли в пределах области, увеличивается с севера на юг с 90 до 95 ккал/см²*год. Радиационный баланс изменяется соответственно от 33 до 35 ккал/см²*год. Зимой радиационный баланс отрицательный. Средняя температура самого холодного месяца – января – понижается с запада на восток от -10,5⁰С до -12⁰С. Январские изотермы, как и на Русской равнине в целом, вытянуты в меридиональном направлении. Это связано с тем, что зимой тепло на Русскую равнину выносится с Атлантики. Характерно, что в юго-западной, наиболее приподнятой части области средние январские температуры относительно понижены, до -11⁰С - -11,2⁰С. Эффект понижения температуры связан с высотой [24].

Средняя температура самого теплого месяца – июля – повышается с северо-запада на юго-восток от +18,5⁰С до +19,5⁰С. Наиболее низкие значения средних июльских температур, как и в январе, отмечаются в относительно приподнятой юго-западной части области, что связано с понижением температуры с высотой. Среднегодовая температура воздуха положительная. В северных районах области она составляет чуть ниже +4⁰С, в южных – более +4⁰С. Продолжительность безморозного периода в среднем колеблется от 134 дней в северной части области до 150 дней в южной.

Годовая сумма осадков на территории области составляет от 700 мм в северной части до 600 мм и менее на юго-западе области. Северная часть области, расположенная на левобережье Оки и правобережье Мокши, характеризуется избыточным увлажнением (превышение осадков над испарением). К югу от Рязани увлажнение становится недостаточным.

Продолжительность периода активной вегетации в области увеличивается с севера на юг от 144 до 152 дней.

Внутренние воды Рязанской области включают поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды представлены реками, озерами, болотами и группой искусственных водоемов. Реки области принадлежат бассейнам Каспийского и Азовского морей. Большая часть Рязанского края дренируется р. Окой и ее притоками. Бассейну Оки принадлежит 850 рек и речек общей протяженностью 10 тыс. км. Небольшой участок на юго-западе области относится к бассейну реки Дон. Реки области имеют смешанное питание с преобладанием снегового. На весну, когда тает снег, приходится 60% годового стока, на лето и осень – 25%, на зиму – 15%. Летом и осенью питание рек происходит за счет дождевых осадков и подземных вод, зимой – почти исключительно за счет грунтовых вод. Замерзают реки в конце ноября – начале декабря, вскрываются – в конце первой – начале второй декады апреля. Среднегодовой сток, формирующийся на территории области, составляет 4,2 км³.

На территории области насчитывается 2838 озер площадью более 0,2 га. Общая их площадь составляет 245,8 км². Из них 1400 озер (49%) имеют площадь более 1 га, 1438 (51%) – менее 1 га. 12 озер имеют площадь более 1 км².

В пределах области имеется около 1230 болот общей площадью около 92,5 тыс.га. Подавляющая часть болот сосредоточена в Мещере.

Рязанская область расположена в трех природных зонах. Это является причиной разнообразия почв.

В почвенном покрове территории области преобладают дерново-подзолистые почвы (около 35%), серые лесные почвы (около 30%) и черноземные почвы (более 26%); на долю пойменных (аллювиальных) почв приходится 8%, болотных почв – более 3%.

Северная часть области относится к зоне смешанных хвойно-широколиственных лесов (подтаежная зона), представленной на плакорах хвойно-широколиственными лесами с травяным покровом на дерново-подзолистых почвах. На плохо дренированных участках располагаются болотно-подзолистые и подзолистые почвы под осоковой, древесной, моховой и иной растительностью. Южнее находится зона широколиственных лесов с серыми лесными почвами, которые в понижениях сменяются серыми лесными глеевыми почвами под мелколиственными лесами, а также дерново-глеевыми почвами под травянистой растительностью. Самые южные районы Рязанской области относятся к лесостепной зоне (подзона северной лесостепи) с присущими ей злаково-разнотравными лугами на оподзоленных и выщелоченных черноземах и участками дубово-липовых лесов с богатым разнотравьем на серых лесных почвах. Плохо дренированные участки в лесостепной зоне заняты лугово-черноземными почвами, дерново-глеевыми почвами.

Естественные ландшафты в зоне широколиственных лесов и в лесостепи в значительной мере преобразованы в результате хозяйственной деятельности человека.

2.2 Источники данных

Источник данных, используемых в работе – ряд метеонаблюдений, а также данные по расходу воды в реках. Метеонаблюдения включают в себя результаты измерений среднесуточных температуры и количества осадков на метеостанциях Рязанской области. Наиболее длинные ряды содержат сведения, начиная с 1886 года (Елатьма). К сожалению, другие метеостанции обладают меньшими рядами сведений (в частности, Павелец – начиная с 1936 года). Климатическая ситуация начала XXI века (2001 – 2003 гг.) оценена по 13 метеостанциям Рязанской области и смежных регионов.

Полученные данные анализировались и сравнивались с данными различных литературных источников, посвященных рассматриваемой тематике.

2.3 Методология исследований

Для анализа полученных данных использовались такие методы, как картографический, методы эмпирических зависимостей (расчет коэффициента континентальности Хромова), методы статистического анализа (описательная статистика, автокорелляция, регрессионный анализ, расчет фрактальной размерности).

• Для расчета коэффициента континентальности Хромова использовалась формула:

К_хр=(А_год-5,4sin /А_год)_*100%,

где А_год – годовая амплитуда температур (арифметическая разность температур самого теплого и самого холодного месяцев данного года), - географическая широта региона.

• Методика определения параметров функционирования геосистем по метеорологическим данным. Исходными данными для вычисления различных параметров климатической динамики являлись средняя температура января и июля, а также годовое количество осадков. На этой основе были вычислены все остальные (производные) гидротермические параметры, как частные, так и комплексные. Для расчетов также использовались приведенные в таблице 2 статистические связи между исходными и производными параметрами [13].

Таблица 2. Формулы для расчетов частных и комплексных ландшафтно-геофизических характеристик по исходным гидротермическим параметрам: t_янв, t_июл, r_год [13]

Расчетные формулы	Значения символов
Qс=180,255*tиюль+456	Qс – годовая суммарная радиация; tиюль – средняя температура июля
Rгод=378,8*tиюль – 6,667*t2июль - 3180	Rгод – годовой радиационный баланс; tиюль - средняя температура июля
E0=1384 – 161,6*tиюль + 6,245*t2июль	E0 – годовая испаряемость; tиюль - средняя температура июля
hсн=0,0871*rгод – 5,083*tянв - 80	hсн – высота снежного покрова; rгод – годовая сумма осадков; tянв – средняя температура января
I(Буд)=0,0833*tиюль – 0,0015* rгод +0,4	I(Буд) – радиационный индекс сухости Будыко; tиюль - средняя температура июля; rгод – годовая сумма осадков
Bперв=0,0139*rгод – 0,2064*tиюль +0,0557*Tвег - 4,22	Bперв –первичная биопродуктивность ландшафтов; rгод – годовая сумма осадков; tиюль - средняя температура июля; Tвег – продолжительность вегетационного периода

• Для оценки роли случайных факторов динамики среднегодовых температур и годовых сумм осадков был применен анализ автокорреляции и анализ фрактальной размерности.

Слово «фрактал» употребляется в значении «разрыв», которое указывает на то, что процесс, попадающий под понятие «фрактальность», будучи непрерывным, содержит в себе разрывы, то есть области, в которых значения имеют резкий скачок. Эта модель в общем случае описывает скачкообразные переходы системы из одной локальной области равновесия в другую. Эти переходы могут иметь более или менее регулярный или хаотический характер. Фрактальная размерность системы в отличие от топологической нецелочисленна.

Один из основных методов измерения – метод ящиков. Исходный ряд значений делится пополам и считается число пересечений графика с секущей линией. Затем две, полученные ранее делением пополам графика, части делятся еще на две равные части и снова считается количество пересечений. Далее действие продолжается необходимое количество раз.

Затем по полученным данным определяется размерность D, которая вычисляется по формуле D=log(N)/log(1/r). Размерность определяется из уравнения регрессии, которая графически представлена прямой.

Фрактальная размерность позволяет охарактеризовать различные уровни шума и, соответственно, различный вклад случайных факторов в динамику изучаемой величины (степени случайности процесса) [25]:

1. 0,1 - «черный шум» связывается с турбулентными процессами в очень вязкой среде.

2. 0,5 - «бурый шум» описывает рельеф, целиком определяемый эрозионной системой, близкой к равновесию.

3. 0,9 - «розовый шум» связывается с турбулентными процессами в среде малой вязкости.

4. 1 - «белый шум» описывает чисто случайный нормальный процесс.

Таким образом, рост величины фрактальной размерности показывает степень стохастичности процесса и является критерием энтропии системы (в том числе климатической). Кроме того, фрактальная размерность представляет собой устойчивую статистическую характеристику.

• Для установления связи стока с климатическими факторами использовался метод пошаговой регрессии.

Смысл регрессионного анализа состоит в формировании уравнения, связывающего сток с указанными выше факторами. В простейшем случае уравнение имеет вид прямой, а зависимость имеет следующую структуру:

Y=a + b₁x₁ + b₂x₂ + … + b_nx_n , где

Характеристики

Список файлов ВКР