Файл: Абузяров З.К. Морские гидрологические информации и прогнозы учеб. для гидрометеорол. техникумов.pdf

пунктах можно получить по перекидным зависимостям однофазо­ вых уровней. При этом в качестве опорного пункта берется водпост Соломбала.

Прогностические зависимости для краткосрочных прогнозов не­ периодических колебаний уровня, также основанные на учете гра­ диентного ветра над большими пространствами морей и исходного состояния уровня, разрабатывались С. И. Кан для ряда пунктов Каспийского, Азовского, Японского, Охотского морей и Авачинской губы. Эти зависимости имеют следующий вид:

где Я — предсказываемый среднесуточный уровень на сутки, начи­ нающиеся через 6 часов после того, как взят отсчет Я Ср0чн; Я срочи — уровень, отсчитанный по футштоку в ближайший срок к моменту

составления прогноза; Я — скользящий среднедекадный уровень за

предшествующую декаду; А Г — скользящий среднедекадный гра­ диент давления; АГпрогн — градиент давления, вычисленный по про­ гнозу давления на 12 часов вперед, считая от момента, за который взято Я срочп; а и b — коэффициенты, определяемые для каждого пункта.

зная абсолютной отметки футштока. Это представляет существен­ ное удобство в практической работе.

Для обслуживания судоходства в навигационный период в арк­ тических морях Б. А. Крутских и Н . В. Мустафин разработали ме­ тодики прогноза непериодических колебаний уровня.

Б. А. Крутских при анализе хода уровня и синоптических усло­ вий в районе устьевого бара р. Колымы обнаружил естественные периоды в ходе уровня, обусловленные соответствующими синоп­ тическими периодами. Прогностические формулы для расчета про­ должительности стадий изменения уровня, величины сгона и на­ гона, а также ожидаемой скорости сгона и нагона выведены на основе учета одних и тех же факторов, а именно: градиентов давле­ ния над обширными территориями, атмосферного давления в север­ ной части Восточно-Сибирского моря и условной площади, замятой полем ветра «сгонного» направления. Прогноз этих характеристик уровня дается на основе фактических данных, характеризующих атмосферные процессы. Построены также уравнения с теми же ис­ ходными данными для прогноза среднедекадного и среднемесячного уровней и продолжительности положения уровня ниже среднего значения в течение декады и месяца на основе прогноза давления на соответствующий период.

Н. В. Мустафин, на основании анализа синоптических карт и материалов наблюдений за уровнем в море Лаптевых и западной части Восточно-Сибирского моря, установил, что в 80% случаев ба­ рические образования, вызывающие наиболее значительные коле-

146

бання уровня, перемещаются с запада на восток. Поэтому в преоб­ ладающем большинстве случаев сгонно-нагонная волна проходит вдоль побережья с запада на восток. Это обстоятельство дает воз­ можность предсказывать уровень в восточных районах по колеба­ ниям атмосферного давления и уровня на станциях, расположенных западнее. Было также обнаружено запаздывание хода уровня по сравнению с соответствующим ходом эффективных градиентов ат­ мосферного давления. На основе этого была разработана методика прогноза колебаний уровня с заблаговременностью до 24—27 часов по фактическим исходным данным без учета метеорологического прогноза. Подобные методики прогноза непериодических колебаний уровня с различной заблаговременностью были разработаны и для других районов Арктики.

§ 3. М ЕТО Д Ы П Р О ГН О ЗА К О Л Е Б А Н И Й У Р О В Н Я , О С Н О В А Н Н Ы Е НА УЧЕТЕ П О Л ЕЙ А Т М О С Ф Е Р Н О Г О Д А В Л Е Н И Я

Методы прогноза уровня моря по эффективному градиенту, опи­ санные в предыдущем параграфе, имеют локальное значение, так как для каждого конкретного района моря требуется отыскивать свои эффективные градиенты.

О. И . Шереметевская предложила метод прогноза, который поз­ воляет по фактическому полю атмосферного давления над морем предвычислять ход уровня в течение суток одновременно на многих станциях Каспийского моря. При этом поле атмосферного давления представлялось аналитически при помощи полиномов Чебышева. Вычислялись коэффициенты А 00, Аю, А 0і, Azо, Ащ, Ац. При разра­ ботке метода Шереметевская исходила из того, что главным факто­ ром, определяющим непериодические колебания уровня в каждой точке моря, являются течения, вызванные ветром. Поле дрейфовых течений зависит от особенностей циркуляции воздуха над морем. По коэффициентам разложения поля атмосферного давления можно определить направление и интенсивность ветровых потоков, что по­ зволяет косвенно учесть изменение полей скорости течений, а также статический эффект в колебаниях уровня. Область, в которой сни­ малось давление, была выбрана таким образом, чтобы охватить всю акваторию моря и косвенно учесть орографический эффект запад­ ного побережья. Для каждого выбранного пункта устанавливались зависимости для предвычисления уровня на 6, 12, 18 и 24 часа по значениям поля давления в данный момент и результатам предше­ ствующих наблюдений за уровнем:

вень за предшествующую декаду; Я — Я — разность уровней, поз­ воляющая исключить влияние годового хода уровня; п и п — 1 — заблаговременность прогноза (различается на 6, 12, 18 и 24 часа); АІіп-і — разность уровней в данном пункте и у о. Артема;

,2 Л ііп Ч — коэффициенты разложения поля давления в ряд по по­

линомам Чебышева.

Наиболее тесные зависимости оказались при заблаговременно­ сти б и 12 часов. Метод используется в оперативной практике Аст­ раханской гидрометеорологической обсерватории и Бакинском бюро погоды.

В. А. Зорина для прогноза уровня у юго-восточного побережья Балтийского моря (порты Балтийск, Клайпеда, Пионерск, Калинин­ град) применила метод аналитического представления полей атмо­ сферного давления над морем путем разложения в ряды по естест­ венным составляющим. Коэффициенты разложения были использо­ ваны в качестве аргументов при построении прогностических зави­ симостей, которые имеют вид

= S ß * ) , (54)

где Н х— прогнозируемый уровень с заблаговременностью т, Д о—

г=5

уровень в момент составления прогноза, — сумма коэффнци-

і-0

ентов разложения по естественным составляющим, взятых в момент составления прогноза.

В результате анализа исходного материала (полей атмосферного давления и уровней) все прогностические зависимости были раз­ биты на три группы в зависимости от сезона года и характера коле­ бания уровня. Так, уравнения первой группы используются для прогноза изменений уровня в летнее время с заблаговременностью' 24 часа. Для порта Балтийск уравнение имеет вид

Я т=24 = 2,38 + 0,55До — 0,55До — 0,62В 4+ 0,31Д2 —

Уравнения второй группы применяются в холодную половину года. Для порта Балтийск уравнение имеет еид

Уравнения третьей группы применяются для прогноза уровня при устойчивом сгоне, который наблюдается в южной части Балтий­ ского моря обычно иа фоне общего понижения уровня на всем море.

В. А. Зорина, анализируя причины изменения колебания уровня

вустьевой части р. Преголи, показала, что величина сгонов и наго­ нов зависит от водообмена с морем, местного ветра и речного стока. При этом наименьшую роль играет речной сток (около 10 см общей величины изменения уровня). Изменения уровня в результате водо­ обмена составляют около 50—70 см. Колебания уровня воды в ре­

148

зультате действия местного ветра составляют около 150 см. Таким образом, величина сгона и нагона определяется главным образом водообменом и местным ветром.

На основании анализа условий, при которых происходят сгоны и нагоны, Зорина выделила четыре типа синоптической обстановки с подтипами и подсчитала их повторяемость, продолжительность сгона или нагона при различных типах. После определения типа рассчитываются величины сгона или нагона по прогностической за­ висимости, основанной на связи между приращением уровня и из­ менением местного ветра, с заблаговременностью 6 часов. В целях увеличения заблаговременности прогноза уровня для лета и в ледо­ вый период, когда местный ветер почти не оказывает влияния на

Балтийского моря и в Рижском заливе разработан О. И . Шереметевской. Метод основан на статистической связи между уровнем моря и полями атмосферного давления. Коэффициенты разложения поля атмосферного давления являются комплексной характери­ стикой полей дрейфовых течений, водообмена и статического эф­ фекта, которые определяют колебания уровня в отдельных пунктах моря.

Величина среднего уровня моря Н в первом приближении ха­ рактеризует степень наполнения моря, а изменения среднего уровня моря отражают колебания объема воды в море. Характер влияния поля атмосферного давления на изменение уровенной поверхности моря зависит от положения уровня в начальный момент. На то, что все перечисленные факторы играют важную роль, указывают высо­ кие коэффициенты корреляции.

149'

В результате для отдельных пунктов моря были получены про­ гностические зависимости, учитывающие все эти факторы:

пунктам восточного побережья; У]Л* — сумма шести коэффициен­

тов разложения полей атмосферного давления в ряды по естествен­ ным составляющим.

На основании уравнений (57) был составлен алгоритм и про­ грамма для счета прогноза на ЭВМ . Метод был испытан на ст. Скулте за время нагонов 12— 19 февраля 1962 г., 4—6 января 1965 г. и в Риге при катастрофическом сгоне 6—9 декабря 1959 г. Резуль­ таты оказались удовлетворительными. На рис. 38 показан ход вы­ численного и наблюденного уровней 12— 17 февраля 1962 г. па ст. Скул те.

§ 4. Д О Л Г О С Р О Ч Н Ы Е П Р О ГН О ЗЫ Х О Д А У РО В Н Я К А С П И Й С К О Г О М ОРЯ

Прогнозы уровня Каспийского моря на длительное время (от нескольких месяцев до нескольких лет) приобрели актуальное зна­ чение в связи с резким падением уровня моря. Только в течение по­ следних 25 лет уровень Каспия понизился почти на 2 м.

Многолетний ход уровня моря определяется изменениями эле­ ментов его водного баланса, приходная часть которого включает сток рек, осадки, приток грунтовых вод, а расходная — испарение

исток в Кара-Богаз-Гол. Изучению водного баланса было посвя­ щено большое количество работ (Ленц, А. А. Каминский, Б. А. Апполов, Г. Р. Брегман, Б. Д . Зайков, Н. А. Белинский, Г. П. Калинин

идр.).

Г. П . Калининым была впервые установлена возможность прог­ ноза колебаний уровня Каспийского моря на несколько месяцев и

•один год. При прогнозе весенне-летнего подъема уровня Каспия он использовал количество осадков, выпадающих в бассейне Волги с сентября по март (а'і х - п і). т. е. формирующих весенний сток, и

■осенние и весенние температуры воздуха ( сентябрь—ноябрь, март)

вбассейне, отражающие потери осадков на испарение (і'іх-хі,іи)- При этом общее прогностическое уравнение имеет вид

150