Файл: Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.07.2024

Просмотров: 87

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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