Файл: Аполлов, Б. А. Курс гидрологических прогнозов учебник.pdf

рактеристика потеплении подсчитывается за период с 20 февраля по 31 марта (для рек южной части территории по 20 марта). Урав­ нение регрессии для прогнозов имеет вид (коэффициент корреля­ ции 0,87).

31/ III

20/II

Аналогичные уравнения получены для прогнозов вскрытия се­ верных притоков Волги и южных притоков Северной Двины.

Реки, протекающие южнее и западнее, вскрываются преимуще­ ственно во второй половине марта и первой половине апреля. Среднее квадратическое отклонение сроков начала весеннего ле­ дохода от нормы к югу и западу резко возрастает и составляет,

АТ дн

Рис. 150. Зависимость отклоне­ ния от нормы (АТ) сроков вскрытия рек бассейна Верхней Оби от характеристики потеп­ лений в марте (2ДѲ) и высоты

тае на 10 см и более ниже нормы {/), на 3—9 см ниже нормы (2), близка к норме (3) и выше нормы

( 4) .

например, для Немана и Нижнего Дона 14—18 дней. При этом наибольшие отклонения от нормы бывают в сторону ранних сро­ ков, что связано с большим влиянием океана на климат в зимние месяцы и ослаблением этого влияния весной. Раннее вскрытие юж­ ных и западных рек наблюдается уже в феврале. Следовательно, на эти сроки влияют атмосферные процессы двух синоптических сезонов: зимы, начинающейся в середине декабря, и весны, кото­ рая начинается в среднем в середине марта. К тому же и сам синоптический сезон зимы в некоторые годы делится на две части, существенно различные по характеру преобладающих атмосферных процессов.

в первую очередь степенью развития западного переноса воздуш­ ных масс в феврале. Интенсивный западный перенос обусловли­ вает не только раннее начало таяния снега и льда, но и переход

399

в дальнейшем к процессам, при которых над крайним западом и северо-западом нашей страны сохраняется и весной преобладание выноса теплых воздушных масс. Развитие устойчивого западного переноса начинается обычно уже в январе п связано с формирова­

сматриваемые районы. Ослабление западного переноса и развитие меридиональных процессов зимой приводит к формированию ус­ тойчивого тропосферного очага холода во всей зоне от Исландии до Волги, сохраняющегося зимой и в марте.

Количественной характеристикой описанных атмосферных про­ цессов служит отклонение от нормы разности высот изобарических поверхностей 500 и 1000 мб ( Н ъ°°т) осредненной по зонам, где ло­

кализуются очаги тепла или холода. В январе это зона от 60 до 68° с. ш. и от 12° з. д. до 12° в. д., в феврале она расположена восточнее — между 0 и 24° в. д.

Для составления прогноза по рекам, где даже ранний ледоход начинается только в марте, используется среднее отклонение

от нормы за февраль (АН и ) . Например, связь сроков вскрытия рек Эстонии и бассейна Западной Двины, выраженных в отклоне­ ниях от нормы, с величиной ДЯц получена в виде уравнения ре­ грессии (коэффициент корреляции 0,75)

Д Г = -0,6 Д Я „ . (9. XIV)

Для рек, на которых раннее вскрытие бывает уже во второй по­ ловине февраля, как, например, на Немане, первый прогноз не­ обходимо выпускать в начале февраля. Но это целесообразно де­ лать, когда толщина льда к началу февраля меньше средней пли резко уменьшается в конце января и начале февраля. В таких слу­ чаях прогноз составляется в зависимости от среднего отклонения от нормы Я5,°о00 за январь (Д#і) по уравнению регрессии (коэффи­

циент корреляции 0,74)

Д 7 = —20 —3,75 ДЯ[. (10.XIV)

Если толщина льда в начале февраля превышает норму или быстро возрастает, выпуск прогноза откладывается до конца фев-

Уравнение (11.XIV) отражает большую зависимость средних и поздних сроков вскрытия от формирования очагов тепла или хо­ лода и меньшую — от состояния ледяного покрова.

Вскрытие рек южной части Европейской территории СССР

также зависит от зимних условий и от атмосферных процессов,

400

преобладающих в синоптическом сезоне весны. Однако устойчи­ вости и инерционной преемственности процессов, как на северозападе, здесь не наблюдается. От зимы к весне, а во многих слу­ чаях и от первой части зимы ко второй происходят резкие изме­ нения характера преобладающих атмосферных процессов. Для выявления условий таких изменений было исследовано распределе­ ние средних температур воздуха в пятикилометровом слое с по­ мощью карт величин Я™ . В холодную часть года (с ноября по

март) всегда существует устойчивый горизонтальный градиент этих величин, направленный с юго-запада на южные и центральные районы Европейской территории СССР. Установлено, что увеличе­ ние этого градиента от прошлого сезона к текущему обусловливает в следующем сезоне усиление выносов тепла, а уменьшение гра­ диента— ослабление их. Опираясь на эту зависимость, можно оце­ нить условия второй половины зимы (февраль и первая половина марта) по изменению градиента от предзимья (ноябрь) к первой части зимы (декабрь и январь), а условия весны (март—апрель) — по изменению градиента от первой части зимы ко второй (фев­ раль) .

Количественной характеристикой градиентов служат разности отклонений от нормы средних величин ДЯ^™0 в зоне, находящейся

юго-западнее рассматриваемого района, и в зоне, в которую он входит. Так, например, для Нижней Волги и Дона средняя ДЯ“ °0

в юго-западной зоне подсчитывается по трем точкам с координа­ тами 12, 24 и 24° в. д. и соответственно 44, 44 и 36° с. ш. Сред­ няя ДЯ5™00 в зоне бассейнов определяется по четырем точкам с ко­

деляется за каждый месяц с ноября по февраль, а изменения от

ГхиН~ Гі

сезона к сезону — как Д Г ,= ------ ---------- ГХп и ДГ2 = Гц —

_ Гхіі+ Г і

2

На Нижней Волге и Дону разрушение ледяного покрова про­ исходит главным образом за счет притока к нему тепла; влияние подъема уровня здесь незначительно. Поэтому сроки вскрытия этих рек сильно зависят от толщины льда. В качестве характерис­ тики толщины льда, как мы уже знаем, можно принимать сумму отрицательных средних суточных температур воздуха (2]Ѳ_) 33 пе­ риод от начала ледостава до даты выпуска прогноза, т. е. для пер­ вого прогноза до конца января. В качестве примера зависимости для составления прогнозов приведем следующее уравнение регрес­ сии (коэффициент корреляции 0,72):

Д 7’= 0,033 |У Ѳ _ |-1 ,2 5 ДГ, - 1 6 . (12.ХІѴ)

Прогноз составляется в начале февраля и позволяет с достаточ­ ной заблаговременностью предупреждать о раннем вскрытии рек. Однако точность зависимости для случаев нормального и позднего вскрытия невысока. Поэтому, если вскрытие не ожидается ранним,

прогноз выпускается только в начале марта, когда можно допол2SflI

нителы-ю учесть условия нарастания льда в феврале (S3 Ѳ-/2] Ѳ-)

і д і

и изменение градиента АГг, определяющее изменение интенсивно­ сти выносов тепла с наступлением синоптического сезона весны— во второй половине марта и в апреле. С учетом этих факторов про­ гнозы составляются по уравнению регрессии (коэффициент корре­ ляции 0,81)

28/II

S °-

§ 3. ПРОГНОЗЫ ЗАМЕРЗАНИЯ И ОЧИЩЕНИЯ ОТО ЛЬДА ВОДОХРАНИЛИЩ

Для практики, особенно для планирования навигации, наиболее валены долгосрочные прогнозы сроков образования первых ледя­ ных перемычек на водохранилище, лимитирующих свободное движе­ ние судов и сроков массового очищения акватории водохранилища ото льда. Прогнозы сроков замерзания глубоководных частей и очищения ото льда несудоходных заливов водохранилищ имеют второстепенное значение. В дополнение к описанию замерзания и вскрытия водохранилищ, данному в гл. XII и XIII, укажем на сле­ дующее.

Положение участков, где образуются первые ледяные пере­ мычки на фарватере, зависит от морфометрии водохранилищ и от того, имеется ли выше него другое водохранилище с ГЭС. Если во­ дохранилище «одиночное», первые перемычки образуются в зоне выклинивания подпора, где скорость течения резко уменьшается, а средняя глубина невелика. При данных метеорологических усло­ виях ледостав здесь образуется в сроки, близкие к датам появле­ ния льда на реке до создания водохранилища. Так происходит про­ цесс на Камском, Цимлянском и Новосибирском водохранилищах. Но на водохранилищах, находящихся в каскаде ГЭС, в зоне вы­ клинивания подпора наблюдаются, наоборот, повышенные скорости течения и относительно более теплая вода, поступающая из вышерасположенного водохранилища. В результате первая перемычка образуется ниже, т. е. на участке с большей глубиной; поэтому ле­ достав наступает позднее. На таких водохранилищах (Горьковское, Воткинское, Саратовское, Волгоградское) при данных метеорологи­ ческих условиях замерзание происходит в сроки, близкие к срокам начала ледостава на реке до создания водохранилища.

402