Местные ветры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Местные ветры

Содержание

ветер атмосфера климат мансийский

Введение

Глава I. Основные сведения о ветре

1.1 Атмосферная циркуляция и воздушные массы

1.2 Причины образования ветра

1.3 Основные характеристики ветра

1.3.1 Турбулентность

1.3.2 Порывистость

1.3.3 Направление

1.3.4 Скорость

Глава II. Воздушные течения в нижнем слое атмосферы

2.1 Местные ветра

2.2 Основные сведения о климате и ветровом режиме Ханты-Мансийского автономного округа

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

В узком смысле слова, климат это совокупность атмосферных условии за многолетний период, свойственных тому или иному месту в зависимости от его географической обстановки. В таком понимании климат является одной из физико-географических характеристик местности.

Климатом в широком смысле, или глобальным климатом, называется статистическая совокупность состояний, проходимых системой "атмосфера - океан - суша - криосфера - биосфера" за периоды времени в несколько десятилетий. В таком понимании климат есть понятие глобальное. [10]

Ветер оказывает свое влияние на климат в целом и в частности на погоду. Если уточнить, то можно сказать, что изменению погоды сопутствует определенное движение воздуха в атмосфере Земли, т.е. ветер. Еще древние люди заметили взаимосвязь между изменением силы, направления, характера ветра и прогнозом погоды. Рассматривая влияние ветра на климат, важно знать, где сформировался очаг этого воздушного потока, в жарком или в холодном районе, влажном или сухом, кроме того, над какими районами воздушный поток перемещался и изменял свои свойства. От преобладающего направления ветра зависит эффективность разделения между климатическими зонами, например разделом служит горная цепь. Так Западносибирская равнина разделена от Восточно-Европейской равнины хребтом Уральских гор, поэтому местные ветра зависят, в том числе и от преобладающего направления ветра.

Как собственно климат, оказывает решающее влияние на хозяйственную деятельность людей, являясь одной из физико-географических характеристик окружающей среды: на специализацию сельского хозяйства, размещение промышленных предприятий, воздушный, водный и наземный транспорт и т. п. Так и ход метеорологических процессов оказывает влияние на все стороны жизни человеческого общества: определяет гидрологический режим водных объектов; без метеорологической информации не могут обойтись авиация, морской, железнодорожный транспорт; от погодных условий зависят коммунальные службы городов, сельскохозяйственное производство. Погода влияет на самочувствие людей и их работоспособность. [10]

Связи с этим изучение местных ветров приобретает важное значение для улучшения условий жизнедеятельности людей конкретного региона.

Целью данной работы является изучение свойств ветра как климатического фактора влияющего на погоду того или иного региона.

Из настоящей цели вытекают следующие задачи:

1. Изучить общее распределение воздушных масс в атмосфере;

2. Изучить причины образования ветра;

3. Изучить основные характеристики ветра;

4. Изучить влияние местности на типы ветров;

5. Изучить климатические особенности ХМАО и определить его местные ветра.

Объект исследования: ветер как климатообразующий фактор.

Предмет исследования: местные ветра и их режим.

От того куда дует ветер зависят погодные условия регионов. Прогнозом погоды занимаются метеорологи. Они работают в правительственных и военных организациях и частных компаниях, обеспечивающих прогнозами авиацию, мореплавание, сельское хозяйство, строительство, а также передают их по радио и телевидению. В современном мире эти прогнозы играют большую роль для экономики.

Глава I. Основные сведения о ветре

1.1 Атмосферная циркуляция и воздушные массы

Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к неравномерному распределению атмосферного давления, от распределения давления зависит движение воздуха, т. е. воздушные течения. [1]

Движение воздуха относительно земной поверхности ощущается нами как ветер. Следовательно, причиной появления ветров является неравномерное распределение давления. На характер движения воздуха относительно земной поверхности большое влияние оказывает суточное вращение Земли. В нижних слоях атмосферы на движение воздуха влияет также трение. Масштабы горизонтальных атмосферных движений меняются в очень широких пределах: от мельчайших вихорьков, которые можно наблюдать, например, во время метели, и до волн, сравнимых с размерами материков и океанов. [15]

Систему крупномасштабных воздушных течений на Земле называют общей циркуляцией атмосферы. Эти течения по своим размерам соизмеримы с большими частями материков и океанов. [14]

Основными элементами общей циркуляции атмосферы являются циклоны и антициклоны, т. е. волны и вихри размером в несколько тысяч километров, постоянно возникающие и разрушающиеся в атмосфере.

С воздушными течениями в системе общей циркуляции атмосферы связаны основные изменения погоды (Приложение 1). Воздушные массы, перемещаясь из одних областей Земли в другие, приносят с собой свойственные им характеристики. Системы воздушных течений общей циркуляции атмосферы, определяющие преобладание тех или иных воздушных масс в том или ином районе, являются также важнейшим фактором климатообразования. [15]

К основным воздушным течениям относят течения, обусловленные разностью температур воздуха в различных широтных зонах вблизи земной поверхности и на высотах:

· струйные течения -- это потоки воздуха в верхнем слое тропосферы и в нижней стратосфере;

· воздушные течения в циклонах и антициклонах, обеспечивающие межширотный обмен воздуха;

· пассаты -- ветры северо-восточного и восточного направлений в тропиках северного полушария и юго-восточного и восточного направлений в тропиках южного полушария, в течение года почти не меняющие свое направление;

· муссоны -- устойчивые воздушные течения, дважды в год меняющие свое направление.

В большей части тропосферы, за исключением полярных и тропических широт, на высотах более 1-2 км преобладает западный перенос воздуха, т.е. перемещение его с запада на восток. В нижних слоях тропосферы, в том числе у земной поверхности, движение воздушных масс усложняется вследствие неоднородности земной поверхности, а также под влиянием областей повышенного и пониженного давления. [14]

Кроме воздушных течений общей циркуляции атмосферы климатообразующее значение имеют и циркуляции значительно меньшего масштаба (бризы, горно-долинные ветры и др.), носящие название местных циркуляций. Катастрофические погодные явления связаны с вихрями малого масштаба: смерчами, тромбами, торнадо, а в тропиках с вихрями более крупного масштаба -- тропическими циклонами. [3]

Ветер вызывает волнение водных поверхностей, многие океанические течения, дрейф льдов; он является важным фактором эрозии и рельефообразования. [15]

Большие объемы воздуха, сравнимые по своим горизонтальным размерам с размерами материков и океанов и обладающие определенными физическими свойствами, носят название воздушных масс (Приложение 2). Воздушные массы отличаются одна от другой прежде всего своей температурой, влажностью, запыленностью, характером облачности. Свойства воздушных масс определяются особенностями того района, где они сформировались. [14]

Воздушные массы, перемещающиеся с более холодной земной поверхности на более теплую (обычно из высоких широт в низкие) называют холодными массами. Холодная воздушная масса вызывает похолодание в тех районах, в которые она приходит. Но сама она в пути прогревается. [3]

Воздушные массы, перемещающиеся на более холодную поверхность (в более высокие широты), называются теплыми массами. Они приносят потепление, но сами охлаждаются. [14]

1.2 Причины образования ветра

Ветром называют горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Ветер характеризуется направлением, скоростью и порывистостью. Непосредственной причиной возникновения ветра является различие атмосферного давления в разных точках земной поверхности, создающее горизонтальный барический градиент. [14]

Ветры всегда возникают там, где существует разность давления и температуры воздуха, и направлены они из областей высокого давления в область низкого. [6]

Движение воздуха, возникшее под действием силы барического градиента, происходит не точно по направлению этого градиента, а по более сложной траектории, обусловленной взаимодействием силы градиента с отклоняющей силой вращения Земли, центробежной силой и силой трения. Под совокупным действием перечисленных сил ветер в нижнем слое атмосферы отклоняется от барического градиента на 50-60°, над морем -- на 60-70°. Угол отклонения ветра от градиента возрастает с высотой и примерно на 1000-1500 м приближается к 90° (рис. №1).



Рис. №1. Распределение атмосферного давления и ветров у земной поверхности: справа -- меридиональный разрез направления ветра (по А. П. Шубаеву): 1 - направление ветра; 2 - направление горизонтального барического градиента.

С учетом того, что направление движения воздуха отклоняется от горизонтального барического градиента, в высоких широтах преобладает восточный, в умеренных - западный, в тропических - снова восточный перенос воздуха. Пояса давлений не сплошные. [16]

Неоднородность подстилающей поверхности (океаны -- материки, равнины -- горы и т. п.) приводит к тому, что пояса "разрываются" на циклоны и антициклоны (Приложение 3). Под действием воздушных течений возникают пассаты и муссоны. [14]

1.3 Основные характеристики ветра

1.3.1 Турбулентность

Ветер всегда обладает турбулентностью. В воздухе возникают многочисленные беспорядочно движущиеся вихри и струи разных размеров. Отдельные количества воздуха, увлекаемые этими вихрями и струями, так называемые элементы турбулентности, движутся по всем направлениям, в том числе перпендикулярно к среднему направлению ветра и даже против него. Эти элементы турбулентности имеют линейные размеры от нескольких сантиметров до десятков метров. Таким образом, на общий перенос воздуха в определенном направлении и с определенной скоростью налагается система хаотических, беспорядочных движений отдельных элементов турбулентности по сложным переплетающимся траекториям. [4]

Турбулентность возникает вследствие различия скоростей ветра в смежных слоях воздуха. Особенно велика она в нижних слоях атмосферы, где скорость ветра быстро растет с высотой. Но в развитии турбулентности принимает участие также и архимедова (гидростатическая) сила. Отдельные количества воздуха, имеющие более высокую температуру, поднимаются вверх, а более холодные объемы воздуха опускаются вниз. Такое перемещение воздуха за счет различий температуры, а, следовательно, и плотности, происходит тем интенсивнее, чем быстрее падает температура с высотой. Поэтому различают динамическую турбулентность, возникающую независимо от температурных условий, и термическую турбулентность (или конвекцию), определяемую температурными условиями. В действительности турбулентность всегда имеет комплексную природу, в которой термический фактор играет большую или меньшую роль.

Турбулентность с преобладанием термических причин при определенных условиях превращается в упорядоченную конвекцию. Вместо мелких хаотически движущихся турбулентных вихрей, в ней начинают преобладать мощные восходящие движения воздуха типа струй или токов с высокими скоростями, иногда свыше 20 м/с. Такие мощные, восходящие токи воздуха называются терминами. Наряду с ними наблюдаются и нисходящие движения, менее интенсивные, но захватывающие большие площади. [14]

1.3.2 Порывистость

Зримым следствием турбулентности является порывистость ветра, которая проявляется в постоянно и быстро меняющихся пульсациях скорости и направления ветра около некоторых средних значений. Причина колебаний (пульсаций или флуктуаций) ветра -- турбулентность. Порывы (колебания, пульсации) ветра можно регистрировать чувствительными самопишущими приборами. Ветер, обладающий резко выраженными колебаниями скорости и направления, называют порывистым. При особенно сильной и внезапной порывистости говорят о шквалистом ветре. [15]

При обычных наблюдениях за ветром на метеорологических станциях определяют среднее направление и среднюю скорость ветра за промежуток времени порядка нескольких минут. При наблюдении за ветром анеморумбометром обычно определяют среднюю скорость и направление ветра за 10 мин, хотя вполне понятно, что чашечным или крыльчатым анемометром можно определить скорость ветра за любой конечный промежуток времени. [7]

Изучение порывистости ветра представляет самостоятельный интерес. С порывистостью связаны величины потоков тепла, влаги, распространение загрязнений и т. д. [5]

Порывистость можно характеризовать отношением размаха колебаний скорости ветра за некоторый промежуток времени к средней скорости за то же время. Берется либо средний, либо наиболее часто встречающийся размах. Под размахом подразумевается разность между последовательными максимумом и минимумом мгновенной скорости. Существуют и другие характеристики изменчивости скорости и направления ветра.

Из вышеизложенного ясно, что порывистость ветра тем больше, чем больше турбулентность.

Следовательно, она сильнее выражена над сушей, чем над морем. Особенно велика порывистость в районах со сложным рельефом местности. Она больше летом, чем зимой; имеет послеполуденный максимум в суточном ходе. [15]

1.3.3 Направление

Особенностью этой метеорологической величины является очень сильная зависимость от местоположения метеорологической площадки и прибора (Приложение 4). Поэтому следует до начала обработки составить розу открытости станции по горизонту, пользуясь классификацией степени открытости и условными обозначениями, введенными В.Ю. Милевским.

Для каждого из восьми румбов согласно данной классификации проставляется соответствующий класс закрытости.

Повторяемость различных направлений ветра вычисляют для каждого из восьми румбов и выражают в процентах к общему числу случаев, когда отмечался ветер. Штили в это число не включают. Их вычисляют отдельно и выражают в процентах от общего числа наблюдений (Приложение 5). Такая особенность обработки направления ветра связана с сильной зависимостью повторяемости штилей от качества установки флюгера и ухода за ним. Близость высоких деревьев, зданий и плохая смазка флюгера могут привести к резкому увеличению числа штилей.

Когда ряд лет наблюдений по анемометру станет достаточно длинным, необходимость в выделении штилей при обработке направления ветра отпадет.

Разница в сроках наблюдений заметно сказывается на рядах данных по направлению ветра. В районах, где хорошо выражен суточный ход ветра (особенно при бризах и горно-долинных ветрах), это вносит неоднородность в ряды данных, и поэтому в таких районах объединять ряды четырех- и восьмисрочных наблюдений не следует. [8]

Подчеркнем еще раз, что направлением ветра в метеорологии называют направление, откуда он дует. Указать это направление можно либо назвав точку горизонта, откуда дует ветер, либо определив угол, образуемый направлением ветра с меридианом, т. е. его азимут. В последнем случае угол отсчитывается от точки севера через восток, т.е. по часовой стрелке. В первом случае различают восемь основных румбов горизонта: север, северо- восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад -- и восемь промежуточных румбов между ними: северо-северо- восток, восток-северо-восток, восток-юго-восток, юго-юго-восток, юго-юго-запад, запад-юго-запад, запад-северо-запад, северо- северо-запад; 16 румбов, указывающих направление, откуда дует ветер, имеют следующие сокращенные обозначения (русские и международные), N -- норд, Е -- ост, S -- зюйд, W -- вест.

Для нанесения на климатические карты направление ветра обобщают разными способами. Можно нанести на карту в разных местах розы ветров. Можно определить равнодействующую всех скоростей ветра, т. е. векторную сумму всех скоростей ветра в данном месте за интересующий нас календарный месяц в течение многолетнего периода, и затем взять направление этой равнодействующей в качестве среднего направления ветра. Чаще определяется преобладающее направление ветра. Для этого выделяют квадрант с наибольшей повторяемостью. Средняя линия квадранта принимается за преобладающее направление. [15]

1.3.4 Скорость

Порывистость ветра возрастает с увеличением его скорости. Порывы, т.е. скачкообразные усиления и ослабления ветра при средней его скорости 5 -г- 10 м/с в среднем составляют ± 3 м/с, а при скорости 11-15 м/с возрастают до ± 5 -s- 7 м/с. [14]

Скорость ветра выражается в метрах в секунду (м/с). При обслуживании авиации скорость ветра выражают в километрах в час (км/ч), а при обслуживании морского флота -- в узлах, т. е. в морских милях в час. Чтобы перевести скорость ветра из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2. Скорость ветра оценивается и в баллах по так называемой шкале Бофорта. По шкале весь интервал возможных значений скорости ветра делится на 12 градаций. Каждая единица шкалы связывает скорость ветра с различными его эффектами, такими, как степень волнения моря, качание ветвей деревьев, распространение дыма из труб и т.д. В настоящее время эта шкала вышла из употребления.

Различают сглаженную скорость ветра, т.е. некоторую среднюю величину скорости за некоторый обычно небольшой промежуток времени, в течение которого производятся наблюдения, и мгновенную скорость ветра, т. е. скорость ветра в данный момент (измеряемую очень малоинерционным прибором). Мгновенная скорость ветра отмечает порывы и внезапные ослабления ветра. Она очень сильно колеблется около сглаженной скорости, временами может быть значительно меньше или больше ее. На метеорологических станциях обычно измеряют сглаженную скорость ветра, и в дальнейшем речь будет идти о ней.

Средние скорости ветра у земной поверхности близки к 5--10 м/с и редко превышают 12--15 м/с. В сильных атмосферных вихрях и штормах умеренных широт скорости могут превышать 30м/с, а в отдельных порывах достигать 60 м/с. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65 м/с, а отдельные порывы, судя по разрушениям, превышают 100 м/с. В мелкомасштабных вихрях (смерчи, торнадо) возможны скорости и более 100 м/с. В верхней тропосфере в так называемых струйных течениях средняя скорость ветра на больших пространствах может доходить до 70--100 м/с. [15]

Для изучения повторяемости ветров различных направлений строят график, называемый розой ветров, который позволяет выявить преобладающее направление ветра в данном месте за определенный период (месяц, сезон, год).

Например, в таблице №2 приводится повторяемость направления ветра для января и июля по 8 румбам. Построить розы ветров для этих месяцев.

Таблица №2. Направление ветра (%) и среднее число штилей

Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Число штилей
Январь	3	7	35	11	6	10	20	8	7
Июль	9	8	13	5	6	10	33	16	9

Для построения розы ветров из центральной точки откладывают по направлению основных румбов отрезки, соответствующие повторяемости ветра данного направления и концы отрезков соединяют прямыми линиями. В центре розы ветров указывается число штилей (рис. 5).

Рис. №9. Розы ветров для января (а) и июля (б).

Пользуясь построенными розами ветров можно сделать вывод, что промышленные предприятия и фермы лучше располагать с южной или северо-восточной стороны от населенных пунктов, а лесные полосы должны быть направлены с севера на юг [14].

Глава II. Воздушные течения в нижнем слое атмосферы

2.1 Местные ветра

Под местными ветрами понимаются ветры, отличающиеся какими-либо особенностями от главного характера общей циркуляции атмосферы, но закономерно повторяющиеся и оказывающие заметное влияние на режим погоды в данной местности. [10]

Другими словами воздушные течения в нижнем слое атмосферы, характерные для определенных ограниченных географических районов и есть местными ветра. [14]

Возникновение местных ветров связано главным образом с крупными водоемами (бризы) или горами (фён, бора, горно-долинные), а также с изменением общей циркуляции атмосферы местными условиями (самум, сирокко, хамсин). Например, только на Байкале вследствие разницы прогревания воды и суши и сложного расположения крутосклонных хребтов с глубокими долинами различают не менее пяти местных ветров: баргузин - теплый северо-восточный ветер, горный - северо-западный ветер, вызывающий мощные штормы, сарма - внезапный западный ветер, достигающий ураганной силы до 80 м/с, долинные - култук юго-западный и шелоник - юго-восточный.

К местным ветрам термического происхождения относятся бризы (франц. - brise - легкий ветер). Это ветры по берегам морей, озер, крупных рек, которые дважды в сутки меняют травление на противоположное из-за различного нагревания суши и воды. Днем суша нагревается быстрее, чем вода, и над ней устанавливается более низкое атмосферное давление. Поэтому дневной бриз дует с акватории на нагретое побережье. Ночной (береговой) бриз дует со стороны быстро остывшей суши в сторону водоема, дневной (морской) бриз (рис. 10) схема бризовой циркуляции атмосферы со стороны водоема в сторону нагретой суши. Бризы особенно развиты летом в условиях антициклональной погоды, когда термические контрасты между сушей и водоемами достигают наибольших значений (порядка 20°С). Они охватывают слой воздуха в сотни метров и проникают в глубь суши (моря) на несколько километров или десятки километров. [10]

Перенос воздуха в обратном направлении выше 1-2 км наблюдается-- антибриз, образующий вместе с бризом замкнутую циркуляцию. [Полякова]

Рис. №10. Схема бризов.

Горно-долинные ветры представляют собой местную циркуляцию с суточной периодичностью, возникающую вследствие различий в нагревании и охлаждении воздуха над хребтом и над долиной. [14]

Горно-долинные ветры - ветры с суточной периодичностью, схожие с бризами. Днем долинный ветер дует с горла длины вверх по долине, а также вверх по горным склонам. Ночью горный ветер дует вниз по склону и по долине, в сторону равнины. Днем склоны гор теплее окружающего воздуха, поэтому воздух в непосредственной близости к склону нагревается сильнее, чем воздух расположенный дальше от склона, и в атмосфере устанавливается горизонтальный градиент температуры, направленный от склона в свободную атмосферу. Более теплый воздух начинает подниматься вверх по склону. Такой подъем воздуха приводит к усиленному образованию облаков. Ночью, при охлаждении склонов, условия меняются на противоположные, и воздух стекает вниз по склонам. [10]

Ледниковый ветер, дующий вниз по леднику в горах. Этот ветер не имеет суточной периодичности, температура поверхности ледника в течение всех суток ниже температуры воздуха. Надо льдом господствует инверсия температуры, и холодный воздух стекает вниз.

Фён (нем. Fohn, от лат. favonius - теплый западный ветер) - теплый, сухой порывистый ветер,-дующий временами с гор в долины (рис. 4). [Михеев]

Фен -- теплый, иногда горячий, сухой и порывистый ветер, дующий временами с гор в долины. Фен образуется при перетекании воздуха через высокие горные хребты, расположенные перпендикулярно к воздушному потоку. Поднимаясь по наветренной стороне горы, воздух охлаждается, пар в нем конденсируется, образуются облака, могут выпасть осадки. [14]

Рис. №11. Схема образования фена.

Перевалив через хребет и опускаясь по склону, воздух нагревается, оставшийся в нем водяной пар удаляется от состояния насыщения, и воздух приходит в долину с низкой относительной влажностью и высокой температурой. Чем больше высота, с которой опускался воздух, тем выше температура фена. [9]

Возникает в тех случаях, когда воздух перетекает через гребень горного хребта и, опускаясь по подветренному склону, адиабатически нагревается. Температура воздуха при фене резко повышается, а относительная влажность падает иногда до очень малых значений. Высокая температура воздуха при фёне, обусловлена его адиабатическим нагреванием при нисходящем движении. Относительная влажность понижается по мере роста температуры.

Изменение температуры и влажности могут быть значительными и резкими, что может ускорить таяние снегов и сход лавин. При сильном развитии фена на подветренной стороне хребта нередко наблюдается восходящее движение воздуха по горному склону на наветренном склоне. При этом на наветренной стороне хребта произойдет образование облаков и выделение тепла конвекции. Продолжительность фена может быть от нескольких часов до нескольких суток, иногда с перерывами. Наблюдается во всех горных системах, особенно на Кавказе, Памире, в Альпах. [10]

Бора -- штормовой, порывистый и холодный ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону теплого моря. Образуется бора преимущественно в холодное время года, когда над охлажденным континентом устанавливается область повышенного давления. При таком распределении давления холодный воздух начинает двигаться в сторону моря. Холодный ветер врываясь в бухту, разбрызгивает воду, которая, оседая на судах и береговых сооружениях, замерзает и покрывает их льдом. На набережной слой льда иногда достигает толщины 2-4 м. [14]

Образуется преимущественно в холодную часть года при вторжениях масс холодного воздуха, который, переваливая через невысокие хребты (обычно 300-600 м), сравнительно мало нагревается адиабатически и с большой скоростью "падет" по подветренному склону под действием градиента давления и силы тяжести. Температура воздуха в районе вторжения понижается. Наблюдается преимущественно зимой в местностях, где хребты отделяют внутренние равнины и плоскогорья от теплых морей или крупных водоемов. Например, на Адриатическом побережье бывшей Югославии близ Триеста, на севере Черноморского побережья Кавказа близ Новороссийска - новороссийская бора. Особой силы достигает в сужениях рельефа. Бора может наблюдаться и вдали от водоемов, в районах, где этому способствуют местные геоморфологические условия. Бора нередко приводит к катастрофическим последствиям (обледенение судов и др.), поэтому ее прогноз является важной задачей.

Самум - знойный сухой ветер в пустынях Аравийского полуострова и Северной Африки, несущий раскаленный песок и пыль. Возникает при сильном прогреве земли в циклонах и преимущественно при западных и юго-западных ветрах. Шквал длится от 20 мин до 2-3 часов, иногда с грозой. При самуме температуре воздуха повышается до 50°С, а относительная влажность подходит к 0%.

Сирокко - жаркий, сухой, пыльный южный и юго-восточный ветер из пустынь Северной Африки и Аравийского полуострова, возникающий в передней части циклона. Над Средиземным морем сирокко слегка обогащается влагой, но все же иссушаются ландшафты прибрежных районов Франции, Апеннинского и Балканского полуостровов. Чаще всего дует 2-3 дня подряд, повышая температуру до 35°С. [10]

Некоторые из местных ветров по существу являются воздушными течениями общей циркуляции атмосферы, но в определённом районе они обладают особыми свойствами, и потому их относят к местным ветрам и дают им собственные названия, например:

· Адриатическая бора - холодный зимний ветер, переваливающий через Динарские горы. Один из самых характерных представителей этого типа ветров, наряду с новороссийской и новоземельской борой.

· Ае - сухой обжигающий пассат на Гавайских островах.

· Антильские ураганы - тропические циклоны, наблюдаемые в Карибском море и Мексиканском заливе.

· Афганец (авгон шамоли) - местный юго-западный ветер, очень пыльный, дующий в районе верхнего течения Амударьи.

· Бад-и-сад-о-бистроз, ветер 120 дней - сильный сток ветра с перевала Парапамиз, обычен с мая по сентябрь.

· Бакинский норд - местный северный ветер типа боры на Апшеронском полуострове, связанный с вторжениями холодного воздуха. [2]

2.2 Основные сведения о климате и ветровом режиме Ханты-Мансийского автономного округа

Находясь на открытой с севера и юга Западносибирской низменности, территория доступна как для холодного арктического воздуха, приходящего с Карского моря, так и для тёплого, поступающего с юга.

Вследствие некоторой защищённости с запада Уральскими горами над территорией осуществляется меридиональная циркуляция, в результате которой периодически происходит смена холодных и тёплых воздушных масс, что вызывает резкие переходы от тепла к холоду. [11]

Среди климатообразующих факторов, оказывающих воздействие на хозяйственные работы, ведущее место принадлежит солнечной радиации. [12]

Солнечная энергия является движущей силой всех погодных процессов. Второй климатообразующий фактор - это ветровой режим. Зимой господствуют ветры южного и юго-западных направлений, а летом - ветра с северной составляющей. Средняя скорость ветра 3-4 м/c, но временами она может увеличиваться до 20-25 м/с.

Третьим фактором, влияющим на формирование климата, является температурный режим. Весна характеризуется поздними, а осень ранними заморозками. Первый осенний заморозок регистрируется в первой декаде сентября, а последний весенний - в начале июня. Четвёртым фактором, оказывающим влияние на климат нашего региона, является количество осадков и распределение их выпадения в течение года. В среднем выпадает 450-525 мм осадков в год, при том на теплый период приходится 350-400 мм. Это связано с преобладанием циклонного типа погоды в это время. Большое количество осадков влечёт за собой высокую влажность воздуха - до 80%.[11]

По гидролого-климатическому районированию территория ХМАО относится к зонам избыточного и весьма избыточного увлажнения при недостаточной теплообеспеченности. Годовое количество осадков следующее: Березово, -- 514, Сосьва -- 512, Октябрьское -- 592, ИгриМ -- 494, Хангокурт -- 505, Ханты-Мансийск - 596 мм. [13]

Годовой ход скорости ветра в различных климатических областях отличается и в значительной степени зависит от местных условий. [3]

Так, направление воздушных течений на территории округа в связи с расположением областей высокого и низкого давления близко к зональному. Наиболее четко западный перенос выражен зимой, когда в тропосфере преобладают западные, а у земли юго-западные ветры, обусловленные равнинностью территории и направлением барического градиента в холодное время года. Повторяемость юго-западных ветров зимой и в переходные сезоны года составляет почти 75%,в мае падает до 16-25%.

Летом с июня по август, когда давление над Арктикой становится больше, чем на материке, на Западносибирской низменности до 60о с.ш. господствуют северные и северо-западные ветры, дующие с океана на материк, а южнее западные. Северо-восточный и юго-восточный ветер в округе бывают редко. Под влиянием местных физико-географических условий наблюдаются отклонения ветра от типичного для округа. В долинах рек господствующее направление ветра зависит от направления долин.

Таким образом, в годовом режиме ветра достаточно четко прослеживается муссонообразный характер: зимой ветер дует с охлажденного материка на океан, летом - с океана на сушу. Средние месячные скорости ветра во все сезоны года не превышают 4-6 м/сек. Над залесёнными районами скорости зимой и осенью составляют 3-4 м/сек, летом 2-3 м/сек,

Уменьшение скоростей, особенно больших, отмечается в районах, прилегающих к Уралу.

Наибольшую повторяемость в течение года имеют скорости 2-3 м/сек (70-75%) (табл. 3.).

Таблица №3. Средняя месячная и годовая скорости ветра

Станция	I	V	VI	VII	IX	X	Год
Березово	3.1	4.6	4.6	4.2	3.8	4.0	3.7
Сосьва	2.1	3.1	2.9	2.4	2.4	2.8	2.4
Нумто	4.1	4.2	4.6	4.8	4.4	4.4	4.2
Октябрьское	3.3	4.2	3.9	3.7	3.9	4.2	3.7
Няксимволь	2.0	2.9	2.5	2.1	2.2	2.6	2.3
Горшково	2.5	3.4	3.2	2.4	2.3	2.7	2.6
Сытомино	3.5	4.1	4.0	3.5	3.5	4.1	3.6
Сургут	4.9	5.5	5.3	4.5	4.9	5.9	4.9
Ханты-Мансийск	5.2	5.4	5.4	4.7	4.5	5.4	5.1

Средняя скорость ветра по округу составляет 2,8 м/сек. Для годового хода скорости ветра характерно её уменьшение летом и в середине зимы (декабрь-февраль). Наиболее ветреный месяц - май, наименее - август. Наименьшие скорости ветра отмечаются в Игриме и Юильске - 1,9 м/сек, а сильные - в Нижневартовске - 3,8 м/сек, в Ханты-Мансийске -5,1 м/сек) [17].

Сильные ветры (более 15м/сек) в течение года распределяются довольно равномерно с некоторым увеличением повторяемости в те сезоны, когда увеличены и средние скорости ветра.

Ветры достигают особо опасных скоростей при прохождении глубокого циклона или его ложбины и связанных с нею фронтальных разделов (чаще холодных). Характерно также одновременное формирование в тылу циклонов мощного антициклона, который поддерживается "тыловыми" затоками холода в севера; в других случаях - антициклон или гребень располагаются над Баренцевым или Карскими морями, а над Казахстаном - полоса высокого давления с проходящими к востоку ядрами [2].

При таком взаимодействии барических систем происходит увеличение градиентов давления в среднем до 5-8 гПа на 1о широты. В зоне фронта в нижней тропосфере наблюдаются большие контрасты температур порядка 15-20 ^оС на 1000 км. Траектории циклонов проходят вблизи оси струйного течения (на высотах 7-10 км), скорость потока в струе - от 100 до 200 км/час. При этом в нижнем двухкилометровом слое формируется мезоструя, в большинстве случаев скорость в ней доходит до 15-20 м/сек. Сильные ветры в 50% случаев наблюдаются при углублении циклонов, в 25% -могут отмечаться при заполнении циклонов, но в их тыловой части. "Глубина" циклонов при особо опасных скоростях ветра колеблется в пределах 955-995 гПа.

Особо опасные скорости ветра на территории округа отмечаются при прохождении южных циклонов (процессы с активным меридиональным переносом воздушных масс); циклонов, движущихся в широтном направлении с центральной Атлантики через центральные районы ЕТР на Западную Сибирь, или волновых возмущений, развивающихся на холодных фронтах и перемещающихся в большинстве случаев вдоль 56-60-й параллелей; "ныряющих" циклонов, зарождающихся над севером Атлантики и перемещающихся через Норвежское и Баренцово моря на север Урала и далее на среднее течение Оби и Енисея.

Максимальное число дней с сильным ветром наблюдается весной, но оно невелико (2-2,5 дня), а в ветровой "тени" Урала (с. Няксимволь) скорости более 15 м/сек наблюдаются не ежегодно. В осенние месяцы сильные ветры бывают каждый год, а зимой вероятность их уменьшается. Значительными скоростями отличаются долины (Сургут, Ханты-Мансийск). Среднее число дней с сильным ветром (15 м/с и более) 5-10 дней, в долинах рек (Ханты-Мансийск, Сургут) 5-25 дней. Основной максимум наблюдается весной с марта по май, наименьшее - с июля по август. Средняя суммарная продолжительность сильных ветров со скоростями 20 м/сек 1-3 часа в течение года; со скоростями 18 м/сек 3-9 часов; со скоростями 16 м/сек 6-24 часа; 14 м/сек 14- 70 часов; 12 м/сек 32- 175 часов; 10 м/сек 78- 431 часа; 8 м/сек 188-964 часа.

В 85% случаев наибольшими скоростями характеризуются ветры с южной и западной составляющими, в долинах рек и в горах - северной и восточной составляющий.

Средняя максимальная скорость ветра по округу составляет 22 м/сек. Один раз в 20 лет (на открытых местах) возможно усиление ветра до 25-30 м/сек, так в Саранпауле 11.10.1991 г. и Нижневартовске 03.08.1987 г. скорость ветра достигла 25 м/сек, а в Березово 12.05.1991 г. - 27 м/сек, 23 июля 1971 г. при шквале в Березово отмечено усиление ветра до 30 м/сек. Сильные ветры (более 15 м/сек) являются характерной чертой климата ХМАО, которая так или иначе проявляется в каждом сезоне. Чаще всего сопровождаются в начале лета - пыльными бурями и суховеями, а зимой - буранами и метелями.

Хорошую характеристику ветрового режима территории дает повторяемость штилей.

Число штилей в зимние месяцы превышает 20, местами 30, а летом 25-30 и местами 50. За год это составляет уже 200-250 случаев штиля, а местами и больше [17].

Заключение

В нашей жизни ветер играет огромную роль. Он перегоняет тучи и облака, очищает воздух, вырабатывает электроэнергию, участвует в формировании рельефа, помогает движению или затрудняет его. Велико эстетическое значение ветра (ощущать в жаркий день ласковый, нежный, легкий, летний ветерок - одно удовольствие).

Существование воздушных течений, вызванных рельефом местности, близостью крупных водоемов, и их изменение во времени являются одной из основных причин, обусловливающих необходимость детального изучения местных условий при строительстве новых городов и районов.

Научные знания о природе ветра, учет особенности местности и ветрового режима позволяют использовать весь его потенциал в хозяйственной деятельности и быту, тем самым улучшать качество жизни жителей нашего региона.

Список использованной литературы

1. Алисов Б.П. и Полтараус Б.В. Климатология. - М., Издательство Московского университета, 1974 г.

2. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде: (Что мы о ней знаем и чего не знаем). - 2-е изд., испр. и доп. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

3. Атмосфера земли. Сборник. М. Госкультпросветиздат, 1953,.

4. Берг Л.С. Основы климатологии: Л., Учпеддиздат, 1938.

5. Беттен Л. Погода в нашей жизни: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985 - 223 с.

6. Б. Козгуров. Погода. Очевидец: обо всем на свете: Пер. с англ. - изд. "Дорлинг Киндерсли Лимитед", 1990.

7. Дашко Н.А. Курс лекций по синоптической метеорологии, Владивосток: ДВГУ, 2005.

8. Климатология. Учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Метеорология" / сост. Дроздов О.А., Васильев В.А., Кобышева Н.В. и др.: Гидрометеоиздат, 1989.

9. Кислов А.В. Климатология. - М.: Издательский центр "Академия", 2011.

10. Климатология и метеорология: учебное пособие по курсу "Науки о Земле" для студентов, обучающихся по специальности 28020265 "Инженерная защита окружающей среды" / сост. В.А. Михеев. - Ульяновск: УлГТУ,2009.

11. Куриков В.М. Ханты-Мансийский автономный округ: с верой и надеждой в третье тысячелетие. Екатеринбург, 2000.

12. Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. Л., Гидрометеоиздат, 1979.

13. Обь-Иртышский Север в западно-сибирской и уральской периодике (1857--1944 гг.): библиографический указатель. Тюмень, 2000. 399 с.

14. Учебное пособие "Метеорология и климатология" составлено доц., канд. с-х. наук Поляковой Л.С. и доц., канд. техн. Наук Кашариным Д.В.: Новочеркасск 2004

15. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: Учебник. - 5-е изд., перераб. и доп. - М: Изд-во МГУ, 2001.

16. http://meteost.ru

17. http://uraltourist.ru/

Приложения

Приложение 1. Понятие погоды, климата, метеорологической величины и явления

Физическое состояние атмосферы в определенный момент или в какой-либо промежуток времени называется погодой. Погода может быть охарактеризована комплексом метеорологических величин, которые определяются количественно, т.е. измеряются: давление воздуха, температура и другие, и атмосферных явлений, под которыми понимают физические процессы в атмосфере: гроза, туман, метель и другие.

Долгое время вместо термина "метеорологическая величина" в метеорологии использовался термин "метеорологический элемент". Однако ГОСТом 16263-70 "Метеорология. Термины и определения". Разрешается в этом смысле только употребление термина величина. Для выражения количественного значения метеорологической величины следует употреблять термин "значение" или другие. Например, надо говорить "значение температуры", а не "величина температуры".

В отличие от погоды, климатом называется характерный режим погоды, свойственный той или иной территории, в зависимости от ее физико-географических условий. Это значит, что в количественном отношении климат можно представить как комплекс статистических характеристик погодных условий, полученных путем осреднения за достаточно длительный период времени (несколько десятилетий).

Метеорологические наблюдения производятся с целью получения сведений о погодных условиях в интересуемый момент времени в заданном районе, использования их для прогнозов погоды различной заблаговременности, а также изучения климата, его колебаний и возможных изменений, в том числе и под влиянием антропогенных факторов.

С 1 января 1963 года, в СССР введена Международная система единиц измерений СИ (ГОСТ 9867-61). В качестве основных и дополнительных единиц в системе СИ в динамике и термодинамике атмосферы используются единицы, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1. Единицы измерения в системе СИ

	Основные (дополнительные)	Единица измерения	Сокращенное обозначение
Длина	Основная	Метр	М
Масса	Основная	Килограмм	КГ
Время	Основная	Секунда	С
Термодинамическая температура	Основная	Кельвина	К
Плоский угол	Дополнительная	Радиан	РАД
Телесный угол	Дополнительная	Стерадиан	СТЕР

Единицы измерения всех остальных производных величин образуются на основе их определяющих уравнений из этих шести единиц (а также полученных из них производных). Например, для скорости ветра и плотности воздуха (почвы) имеем:

	1 СИ(V) = 1м/1c = 1 м/с
	1 СИ(r) = 1кг/1м3 = 1кг/м3

Наряду с системой СИ во многих случаях удобно пользоваться и другими, прежде всего системой СГС (сантиметр, грамм-масса, секунда). Для практического удобства в метеорологии используются также внесистемные единицы, например, количество осадков измеряется в миллиметрах слоя воды, испарение в мм/час, мм/сутки и др.

Приложение 2. Воздушные массы

В зависимости, от географических областей, где они сформировались, выделяют следующие основные воздушные массы:

арктические (антарктические) -- формирующиеся в Арктике (Антарктике) и затем перемещающиеся в более низкие широты;

массы умеренных широт (полярные) -- формирующиеся в умеренных широтах и перемещающиеся к северу или к югу;

тропические -- формирующиеся в субтропических и тропических широтах и перемещающиеся в умеренные широты;

экваториальные -- формирующиеся в экваториальном поясе Земли.

В каждом типе воздушных масс выделяют морской или континентальный подтип, в зависимости от того, над океаном или над сушей сформировалась данная масса.

Перемещаясь из района формирования в другие районы, воздушная масса под влиянием поверхности постепенно изменяет свои свойства, превращаясь в массу другого географического типа. Изменение свойств воздушной массы называют ее трансформацией.

Приложение 3. Фронты. Циклоны и антициклоны

Смежные воздушные массы разделены между собой сравнительно узкими переходными зонами, сильно наклоненными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов. Длина таких зон -- тысячи километров, ширина -- лишь десятки километров. Вверх фронты распространяются на несколько километров, нередко до самой стратосферы. При этом теплая масса лежит над холодной.

Фронты разделяющие основные воздушные массы, называют главными фронтами. К ним относятся арктический (антарктический) -- между арктическим (антарктическим) воздухом и воздухом умеренных широт; полярный -- между воздухом умеренных широт и тропическим; тропический -- между тропическим и экваториальным воздухом.

Кроме главных фронтов, существуют вторичные фронты, разделяющие несколько различающиеся объемы воздуха внутри одной и той же воздушной массы.

Если более теплая воздушная масса натекает на более холодную, то фронт между ними называют теплым. Если же наоборот, холодный воздух клином продвигается под теплый, то фронт называют холодным. С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию крупномасштабных атмосферных возмущений вихревого характера с пониженным и повышенным давлением -- циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и другие особенности погоды (рис. 2.).



Рисунок 2. - Схема вертикального строения атмосферного фронта с системой облаков (высокослоистых (As); слоисто-дождевых (Ns); перистослоистых (Cs), перистых (Ci)) (по С.П. Хромову)

Интенсивная циклоническая деятельность является основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических и особенно в средних широтах. Циклонической деятельностью называют постоянное возникновение, развитие и перемещение в атмосфере внетропических широт циклонов и антициклонов. Циклоном называют область пониженного давления. Минимальное давление наблюдается в центре циклона, а к его периферии оно возрастает. Циклоны возникают на атмосферных фронтах. В циклон вовлекаются обе воздушные массы, разделяемые фронтом. На поверхности фронта возникают волны, причем более теплая масса, вторгаясь в более холодную область, двигается вперед и наступает на холодный воздух, образуя теплый фронт. В тылу теплой массы наступает холодный воздух, вытесняя теплый воздух вверх -- создается холодный фронт. Постепенно волна развивается и вокруг центра циклона возникает вращательное движение воздуха, направленное в северном полушарии против часовой стрелки. В центре циклона вследствие развития восходящих движений воздуха давление все более понижается. При прохождении теплого и холодного фронтов наблюдается определенная смена форм облаков. Приближение теплого фронта обнаруживается по появлению нитевидных перистых облаков, которые затем переходят в перисто-слоистые, высокослоистые и, наконец, в слоисто-дождевые, дающие обложные осадки. На холодном фронте образуется кучево-дождевые облака, выпадают ливневые осадки, усиливается ветер. Между двумя фронтами в циклоне находится сектор теплого воздуха. Обычно холодный фронт движется быстрее теплого и через несколько дней догоняет его, образуя сложный фронт окклюзии (смыкания). Процесс развития циклона на этом заканчивается. Диаметр развитого циклона может достигать 1000-1500 км.

Циклон перемещается примерно в направлении движения теплой воздушной массы. В умеренных широтах северного полушария это движение обычно происходит на восток или северо-восток. Летом циклоны движутся со скоростью 400-800 км в сутки, а зимой -- до 1000 км в сутки.

Область повышенного давления называется антициклоном. Максимум давления находится в центре антициклона, к периферии давление понижается. Антициклон охватывает территории диаметром 2-3 тыс. км и более. В связи с нисходящими движениями воздуха, развивающимися в центральной части антициклона, здесь создается сухая, ясная или малооблачная погода. Ветер в центральной части антициклона обычно слабый. В северном полушарии воздух у земной поверхности в антициклоне движется по часовой стрелке (рис 3.1, 3.2).

Рисунок 3.1 - Движение масс воздуха

Рисунок 3.2 - Движение масс воздуха в области, занятой циклоном. в области, занятой антициклоном.

Различают подвижные и стационарные антициклоны. Первые образуются в Арктике и перемещаются в умеренные широты, принося сюда сухой холодный воздух. Вторые образуются преимущественно над океанами и зимой в умеренных широтах над материками. Они могут удерживаться в одной и той же области по несколько недель и долгие месяцы. Примером последнего является Сибирский антициклон.

Области пониженного и повышенного давления, на которые постоянно расчленяется барическое поле атмосферы, называют барическими системами. Барические системы основных типов -- циклон и антициклон -- на синоптических картах показываются замкнутыми концентрическими изобарами (линиями равных давлений) неправильной формы. Различают также барические системы с незамкнутыми изобарами. К ним относятся ложбина, гребень и седловина. Ложбина -- это полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Гребень представляет полосу повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Седловина -- участок барического поля между двумя циклонами и двумя антициклонами (или ложбинами и гребнями), расположенными накрест. Крупномасштабную барическую структуру, которая характеризуется определенной формой циркуляции (гребень, ложбина, циклон, антициклон) и продолжительностью существования или устойчивостью называют режимом атмосферной циркуляции (рис. 4).

Рисунок 4 - Изобары на уровне моря, гПа. Н - центр низкого давления; В - центр высокого давления; Г - горизонтальный барический градиент

От возможности выделять и прослеживать эволюцию этих крупномасштабных возмущений атмосферной циркуляции (режимов) во многом зависит решение долгосрочных прогнозов погоды.

Приложение 4. Метеорологические наблюдения

На сети метеорологических станций производятся систематические измерения основных величин и качественные наблюдения за метеорологическими явлениями, представляющие собой различные физические процессы в атмосфере. Эти виды работ станций объединяются в понятие метеорологические наблюдения. Чтобы результаты наблюдений были сравнимы между собой и могли, как объективные использоваться на практике, они должны обладать единством качества. Единство качества метеорологических наблюдений достигается единством и средств и методов производства наблюдений.

Единство средств метеорологических наблюдений достигается тем, что используемое оборудование должно отвечать требованиям ГОСТов и ТУ на их производство и эксплуатацию. Все приборы периодически проверяются в бюро поверки (или на станциях), т.е. сравниваются с эталонными (образцовыми) приборами, показания которых принимаются за истинные. Результаты такого сравнения оформляются в виде поверочных свидетельств - сертификатов, которые устанавливают годность прибора к работе и содержат значение поправок, которые надо вводить к показаниям приборов (отсчетам).

Единство методов измерений обеспечивается проведением их по единой методике, изложенной в Наставлении, положения которого являются обязательными при производстве всех наблюдений.

В настоящее время на станцияхметеорологические наблюдения производятся в физически единые моменты в 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 и 21 час по среднему гринвичскому времени.

Эти моменты времени называются сроками метеорологических наблюдений. Более точно под сроками понимается 10-минутный интервал времени, оканчивающийся в срочный час.

Приложение 5. Измерение ветра

На метеорологических станциях, для определения направления и скорости ветра у поверхности земли служит флюгер. Он устанавливается на высоте 10-12 м над земной поверхностью. Для определения скорости ветра в поле служит ручной анемометр. На метеостанциях широко используются также электрические анемометры и анеморумбометры, а также самопишущие приборы для непрерывной регистрации направления и скорости ветра -- анеморумбографы.

Измерению подлежат средняя за 2 или 10 минут скорость ветра (зависит от типа прибора) и мгновенная скорость с осреднением 2-5 с. Направление ветра также усредняется за интервал около 2 минут. Осреднение мгновенной скорости за интервал 2-5 с достигается автоматическим датчиком ветроизмерительных приборов, коэффициент инерции которых лежит в этих пределах. Максимальное значение мгновенной скорости за какой-либо промежуток времени называется порывом.

В основу работы большинства приборов, измеряющих скорость и направление ветра, положено действие динамического давления, оказываемого воздушным потоком на расположенную в нем твердую поверхность подвижной приемной части прибора.