ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.07.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
тавлнющпх радиационного |
баланса как для Якутска, так ,и для дру |
гих мест, полученные нами |
во время полевых стационарных работ. |
.Расчетные величины суммарной радиации для ряда .пунктов рассмат риваемого района см. также в статье автора и Г. С. Матейковпч (1973).
Как показывают данные, в Центральной Якутии за год поступает
.почти 90—100 ккал/см2 тепла коротковолновой суммарной радиации.
Месячные суммы составляют от |
0,4 (декабрь) до 15—17 ккал/см2 |
(июнь). Однако, примерно 35—-55% |
приходящей за год радиации отра |
жается обратно в атмосферу. Особенно большая потеря энергии (75—
85%) |
наблюдается |
в период залегания |
смежного |
покрова, |
наимень |
|
шая |
(15—20%)—при обнаженной и еще сырой |
поверхности |
весной; |
|||
альбедо зеленой травы летом 18—22%, пожелтевшей |
травы осенью — |
|||||
.20—24%. |
|
|
|
|
|
|
30—35% тепла |
от годовой величины |
суммарной |
радиации, пли |
50—55% годовой поглощенпоп радиации теряется длинноволновым
эффективным |
излучением. Потеря тепла |
эффективным |
излучением |
||
возрастает от |
зимних месяцев (0,7—1,5 |
ккал/см2 ) |
к |
летним |
(4— |
-4,5 ккал/см2 ), т. е. по мере возрастания |
температуры |
земной |
поверх |
||
ности. |
|
|
|
|
|
Зимой, при малом поступлении солнечной энергии, потеря тепла |
|||||
излучением превалирует, и радиационный |
баланс отрицателен (в тече |
ние полугода). Переход к положительным значениям баланса наблю дается в конце марта, а переход от положительных к отрицательным значениям — в первой половине октября. Наибольшие месячные сум мы баланса отмечены в июне (8—9 ккал/см2 ), когда приход тепла сол
нечной |
радиации значителен, а альбедо поверхности относительно ма |
|
ло. За |
год радиационный |
баланс в Центральной Якутии положителен |
:п составляет около 30—32 |
ккал/см2 . |
|
|
|
Тепловой баланс |
Тепловой баланс выражает дальнейшее перераспределение тепла
.лучистой энергии на земной поверхности. В общем виде уравнение теп-
.лового |
баланса можно |
записать как: |
|
|
|
|
|
R = LV + P + B+AW, |
|
(2) |
|
где R-—радиационный |
баланс; |
LV — затрата |
тепла на испарение; |
Р — |
|
затрата |
тепла на турбулентный |
теплообмен |
с атмосферой; В — тепло |
||
вой поток в почву; AW •—тепло, идущее на таяние снега. |
|
||||
В |
табл. 6 даны значения |
основных составляющих теплового |
ба |
ланса для двух местностей Центральной Якутии, полученные нами при полевых круглогодичных исследованиях (систематических данных по всем показателям теплового баланса на метеорологических станциях Центральной Якутии не имеется).
•22
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6 |
|
|
|
Месячные суммы основных |
составляющих теплового баланса |
(ккал/см?) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
V I I I |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
|
|
|
|
Ыерюктепцы |
(долина |
р. Лены), |
1965— 1967 |
|
|
|
|
|
|||
Радиационный |
баланс |
— 1,2 |
— 1,0 |
—0,7 |
2,5 |
6,8 |
8,9 |
8,7 |
5,7 |
2,6 |
—0,4 |
— 1,5 |
— 1,4 |
29,0 |
||
Тепло |
испарения |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
1,0 |
2,8 |
3,5 |
4,1 |
2,7 |
0,7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
14,8 |
||
Теплообмен |
с |
атмосферой |
—0,0 |
- 0,5 |
—0,4 |
1,1 |
3,0 |
3,8 |
3,0. |
2,6 |
1,8 |
0,1 |
—0,8 |
—0,0 |
13,1 |
|
Тепловой поток |
и почву |
—0,6 |
—0,5 |
-0,3 |
- 0, 2 |
1,0 |
1,6 |
1,0 |
0,4 |
0,1 |
—0,5 |
—0,7 |
—0,8 |
0,5 |
||
Тепло |
таяния |
снега |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,6 |
|
|
|
|
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
|
|
|
|
Суптургап (Лсио-Внлюйское междуречье), 1966—1968 |
|
|
|
|
||||||||
Радиационный |
баланс |
— 1,1 |
— 1,0 |
—0,5 |
2,8 |
8,8 |
9,1 |
8,5 |
7,1 |
3,2 |
—0,7 |
— 1,0 |
— 1,0 |
34,2 |
||
Тепло |
испарения |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
1,0 |
3,7 |
3,8 |
4,1 |
3,3 |
1,1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
17,0 |
||
Теплообмен |
с атмосферой |
- 0, 7 |
—0,7 |
—0,4 |
1,1 |
4,0 |
4,1 |
3,6 |
3,2 |
2,0 |
—0,3 |
—0,4 |
—0,5 |
15,0 |
||
Тепловой поток |
в почву |
- 0, 4 |
—0,3 |
—0,1 |
0,0 |
1,0 |
1,2 |
0,8 |
0,6 |
0,1 |
—0,4 |
—0,0 |
—0,5 |
1Д |
||
Тепло |
таяния |
снега |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,7 |
0,1 |
|
|
|
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,8 |
Как уже говорилось, радиационный баланс земной поверхности в Центральной Якутии составляет около 30—32 ккал/см2 . При этом в зимние месяцы значения его —0,5, —1,5 ккал/см2 , а в летние месяцы 5—9 'ккал.
Основной расход тепла в теплое время года составляет затрата
тепла на испарение. Так, летом |
на испарение |
идет |
примерно |
по 3,5— |
|||||||||
4 ккал/см2 в месяц. За весь теплый период |
(май — сентябрь) |
расходу |
|||||||||||
ется 14—16 ккал/см2 тепла, из |
них 10—11 |
ккал. |
приходится |
на три |
|||||||||
летних месяца |
(июнь — август). |
Затрата тепла на испарение в летнее |
|||||||||||
время |
года |
составляет 45—50% |
от величины |
радиационного |
баланса, |
||||||||
а в годовом |
выводе — около 50%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
За теплый период с поверхности почвы испаряется примерно 250— |
|||||||||||||
300 мм воды, |
при этом |
летом — 60—70 мм в месяц, т. е. больше, чем |
|||||||||||
выпадает осадков. Недостающая |
влага на |
поверхности |
подтягивается |
||||||||||
из нижележащих слоев |
почвы. |
Таким образом, в Центральной Яку |
|||||||||||
тии летом идет сильное иссушение почвы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Испарение с поверхности почвы в Центральной Якутии летом со |
|||||||||||||
ставляет примерно 50—70% от возможного |
испарения. Как |
показали |
|||||||||||
наши |
исследования (Гаврилова, |
19686, 1973), |
испарение |
с |
открытой |
||||||||
воды |
в рассматриваемом |
районе |
соответствует 85—140 |
мм |
в |
месяц, |
|||||||
или 350—400 мм за три летних месяца. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Существенное испарение имеет место с |
поверхности |
снега |
в |
кон |
|||||||||
це зимы (апрель). Как указывают В. В. Салазанов |
(1957), Д. Д. Сав- |
||||||||||||
винов |
(1965, 1969), А. Л. Арэ (1972), с поверхности |
снега |
в Централь |
||||||||||
ной Якутии |
за |
март — апрель может действительно |
испариться |
10— |
|||||||||
20 мм воды. На этот процесс затрачивается |
примерно |
1 ккал/см2 тепла. |
Следующей расходной статьей теплового баланса земной поверх ности в Центральной Якутии является затрата тепла на турбулентный теплообмен с атмосферой. Особенно интенсивно этот процесс идет в теплое время года. В летние месяцы поток тепла в атмосферу состав ляет 3—3,5 ккал/см2 , или 35—45% от величины радиационного ба ланса.
В зимние месяцы затрата тепла на турбулентный теплообмен^ с атмосферой отрицательна, т. е. это — не расход тепла, а его приход. Зимой в условиях Якутии земная поверхность холоднее, чем атмосфе
ра, поэтому |
поток тепла |
направлен от атмосферы |
к земле (0,5— |
1 ккал/см2 в |
мес.). Это тепло компенсирует потерю |
тепла земной по |
|
верхностью |
в результате |
излучения. |
|
За год затрата тепла на турбулентный теплообмен с атмосферой составляет 13—15 ккал/см2 , или около 45% тепла радиационного ба ланса.
Избыток прихода тепла на земную поверхность идет также на прогревание почво-грунтов. Тепловой поток в почву весной и в пер вую половину лета составляет 1 —1,5 ккал/см2 мес, или 10—20% от ве личины радиационного баланса.
24
В зимние месяцы тепловой |
поток в почву отрицателен, т. е. тепло |
к холодной земной поверхности |
поступает из нижележащих более теп |
лых |
слоев |
почво-грунта. Этот поток составляет 0,1—0,8 ккал/см2 в ме |
сяц. |
Поток |
тепла из почвы, наряду с атмосферным теплом, также по |
полняет расход тепла лучистой энергии. |
|
|
В конце зимы — начале весны около 0,6—0,8 |
ккал/см2 тепла тра |
|
тится на таяние снега мощностью в 25—35 см. |
|
|
Т е м п е р а т у ра воздуха |
|
|
Резкая контпнентальность климата Центральной Якутии и особен |
||
ности ее инсоляции (приход солнечной радиации) |
хорошо проявляются |
|
во всем ее температурном режиме: низких температурах зимы |
и высо |
|
ких температурах лета, большом размахе годовых |
и суточных |
ампли |
туд и т. д. |
|
|
Зима в Центральной Якутии чрезвычайно сурова. В течение более полугода (октябрь—апрель) средние температуры воздуха отрица тельны и имеют значения от —7, —9° до —40°, —45° (табл. I в прило жении). Самые низкие средние месячные температуры отмечаются в январе и составляют: в Вилюйске —38,2°, в Якутске —43,2°, в ЫтыкКеле —45,7° и т. д.
Зато летние температуры достигают величии, как нигде |
на |
дан |
||||
ных широтах. Средняя |
температура |
самого теплого |
месяца — июля в |
|||
Центральной Якутии 16—19°. Средняя июльская температура |
в |
Якут |
||||
ске (18,7°) |
такая же, как в Орле или Курске. По высоким летним |
тем |
||||
пературам |
Центральная Якутия почти не уступает или отличается не |
|||||
многим от |
некоторых |
лесостепных |
районов, только |
период |
высоких |
температур, конечно, здесь короче. Поэтому и не удивительно, что здесь па 60-х градусах с. ш. встречаются типичные лесостепные и даже степ ные пространства. Высокие летние температуры, как уже говорилось,
обусловливаются не только |
инсоляцией, |
но и циркуляционными усло |
|||
виями. Центральная |
Якутия |
подпадает |
под восточную |
часть циклонов |
|
с юга, т. е. в зону выноса теплого воздуха. Западная |
Сибирь, |
напри |
|||
мер, оказывается в тылу этих циклонов, |
поэтому температуры |
там ле |
|||
том даже несколько |
ниже. |
|
|
|
|
Нарастание температур весной велико. Разница между средними месячными температурами марта и апреля равна 13—15°, а между ап
релем и маем |
12—14°. Средняя температура в апреле |
еще отрицатель |
на (—6,5, —9°), в мае положительна (4—5,5°). |
|
|
Падение |
температуры осенью достигает таких же |
величин, как и |
рост их весной. Разница между средними температурами сентября и октября составляет также 13—14°. В сентябре температуры еще поло жительны, но не велики (4—6°), в октябре — отрицательны (—7, —9°).
Несмотря на высокие летние значения, средняя годовая температу-
25
pa воздуха отрицательна и равна —10, —1Г, так как теплый период короток, а значения температуры в холодное время года чрезвычайно низки. Так, сумма отрицательных температур составляет здесь 5000— 6000°, а положительных — лишь 1700—1900°. Вследствие низких темпе ратур зимы и высоких летних годовые амплитуды в Центральной Яку тии достигают рекордных величин, как нигде па земном шаре. Средняя
амплитуда температуры воздуха в Якутске равна |
62°, а абсолютная — |
— 102°. |
|
Значительны и суточные амплитуды, особенно в весеннее и летнее |
|
время (табл. I I ) . Например, средняя температура |
воздуха в 7 час в ян |
варе в Якутске—43,9°, а в 13 час—41,2°, т. е. средняя суточная амплиту да равна всего лишь 2,7°. А в июле средние амплитуды составляют 10,4°: днем температура доходит в среднем до 23,3°, а ночью падает до 12,9°. В отдельные дни суточные амплитуды достигают, естественно, больше го размаха.
Температура воздуха внутри сезона изменяется в широких преде лах. Наибольшие колебания их наблюдаются зимой. Так, большее число дней в январе (свыше 65%) приходится на дни со средней су точной температурой в пределах от —35° до —50° (табл. I I I ) . Однако могут быть дни (1%), когда средняя суточная температура падает до —60, —65°, а п другие дни (0,3%) поднимается до •—10, —15°. Чрез вычайно низкие температуры в Центральной Якутии наблюдаются обычно, как указывалось ранее, при антициклоналыюй погоде, а по вышение их вызывается вхождениями циклонов с выносом теплого воз
духа. Абсолютные минимумы зимой |
(табл. IV) доходили до —66°, а |
|
самые высокие температуры в январе |
не поднимаются выше 0°, но мо |
|
гут достигать —7, —11° в восточных |
районах Центральной |
Якутии, и |
— 3, —5° в .западных (табл. ІѴа). Таким образом, размах |
колебаний |
абсолютной температуры составляет в январе более 60°, а средней су точной 55°.
Изменения средних суточных значении температуры весной в мае около 40°: от —15 до +25°, при этом наибольшее число дней (84%) падает на температуру 0—15°. Пределы абсолютных температур также велики, как и зимой (50—55°). Так, максимум в мае может быть 30— 35°, а минимум —20, -—25°. Большая изменчивость температуры возду ха весной связана с интенсивным прогреванием воздуха, с одной сто роны, и с частыми вторжениями холодных арктических масс с севера, вызывающих значительные «возвраты холодов»,— с другой.
Колебания средних суточных температур летом меньше, чем в дру гие сезоны, но все-таки достигают 25° (5 и 30°). Большее число дней в июле (около 80%) наблюдается со средней температурой 15—25°,
самые |
высокие температуры доходили |
до 35—38°, |
а самые |
низкие — |
|
ниже |
0° (—1, —7°). |
|
|
|
|
Изменчивость температур |
осенью |
(сентябрь) |
несколько |
меньше, |
|
чем весной: средней суточной |
в пределах 30° (от +20° до —10°), а аб- |
26