Введение к работе
Актуальность темы. . Бурное гражданское ч промышленное строительство, ь том число возведение высотных сооружений, эа -грязнение воздушной среды промышленными отходами, развитие воздушного транспорта ставят перед учеными серьёзные проблеми, связанные с изучением структури пограничного слоя атмосферы. Одной из оспопннх особенностей последнего являются так называемые задерживающие (уетей'.пвс. стратифицированные) слои - зоны нарушения плавного убывания с высотой температуры, влажности и возрастания скорости ветра. Как известно, в условиях сложного рельефа профили метеорологических элементов могут существенно отличаться от равнинных.
Наличие на территории Средней Азии обширных песчаных Мус -тынь, 'оазисов, а также горных массивов Памиро-Алая и Тянь-Шаня, изрезанных долинами и ущельями самой разнообразной ориентации и конфигурации, дозволяет предполагать, что пространственное распределение задеркива,оідих слоев в нижней атмосфере весьма неоднородно.
Однако состояние изученности этого 'вопроса нельзя считать удовлетворительный, особенно в горных районах. В то же время гакие дроблены, как прогноз опасных метеорологических явлений, воздействие на облака и осадки, охрана окружающей среды требу-эт знания структуры и географически?' особенностей задерживьм цих слоев.
Целью настоящего исследования является изучение особенностей распределения устойчиво стратифицированных слоев и сдвигов ветра в нижнем слое атмосферы над Средней Азией. Этим определяется и основные задачи исследования:
- изучить годовой и суточный ход повторяемости параметров
4 устойчиво стратифицированных слоев атмосферы, а также irx структуру над Средней Азизй;
выяснлть роль рельефа б формировании инверсий температури, нзотермлй и вертикальных сдвигов ветра;
изучить влияние синоптических процессов на параметры устойчиво стратифицированных слоев атмосферы и на вертикальные сдвиги ветра;
изучить вертикальные сдвиги ветра в пограничном слое атмосферы в различных физико-географических условиях;
оценить вероятностные значения основных показателей мощности и скачка температуры в температурных задерживающих слоях раз в I, 5, 10, 20 лет;
оценить вероятность сдвигов ветра б пограничном слое атмосферы в различных физико-географических условиях;
характеризовать особенности пространственного распреде -ления устойчиво стратифицированных слоев атмосферы и вертикальных сдвигов ветра в нижнем слое атмосферы над Средней Азией.
Исходный натериал. При изучении структуры и повторяемости устойчиво стратифицированных слоев атмосферы в пограничном слое использовались материалы стандартного радиозондирования 14 - и радиозондаруїіщих станций Средней Азии (более 16300 выпусков), специализированного радиозондирования с замедленной скоростью подъема (более 4100 подъемов), а такие материалы аэростатного зондирования, включая экспедиционные наблюдения в различных формах рельефа (1969-1937 гг.) :
Аранчи - оазис радиусом 60 - 80 км, окруженный с севера через восток до юго-востока отрогами Чаткальского хребта и Ку -раюшскпх гор, высота места подъема 0,32 км над уровнем моря, 1964 - 1973 гг.;
г. Чнрчик - выход долины р. Пскем, высота места подъема
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА
Географический факультет
На правах рукописи
ЛУТФИЕВ Хакки Лутфиевич
УДК 551.524—551.524.4 551.551.5
Особенности распределения
температурных инверсий и сдвигов
ветра в нижнем слое атмосферы
над Средней Азией
11.00.09—метеорология, климатология и агрометеорология
диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Москва—1990
Работа выполнена в Среднеазиатском региональном научно-исследовательском гидрометеорологическом институте имени В. Л. Бугаева Государственного комитета СССР по гидрометеорологии.
Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник С. Г. Чанышева
Официальные оппоненты: доктор географических наук, старший
научный сотрудник Ф. Я. Клинов,
кандидат географических наук М. Г. Филиппова
Ведущая организация: Гидрометцентр СССР
Защита состоится „ Л-С Jk.&I'it (ff 1990 года в_ час.
на заседании специализированного гидрометеорологического совета Д-053.05.30 при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18-й этаж, ауд. 18-01.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже.
Автореферат разослан ,
Ученый секретарь
специализированного совета, " J
кандидат географических наук С. Ф. Алексеева
Актуальность темы. Бурное гражданское и промышленное строительство, в том числе возведение высотных сооружений, за -грязнение воздушной среды промышленными отходя'!!!, развитие воздушного транспорта :,";аі>лт перед учеными серьёзные проблемы, связанные с изучением структуры пограничного слои атмосферы. Одной из основны-: особенностей1 последнего являются так называете задерживающие (устойчиво стратифицированные) слои - зоны нарушения плавного убывания с высотой температуры, платности и возрастания скорости ветра. Как известно, в условиях сложного рельефа пробили метеорологических элементов могут существенно отличаться от равнинных.
Наличие на территории Средней Азии обширных песчаных ггус -тынь, 'оазисов, а также горных массивов Памире—Алая и Тянь-Шаня, изрезанных долинами и ущельями самой разнообразной ориентации и конфигурации, позволяет предполагать, что пространственное распределение задерживающих слоев в нижней атмосфере весьма неоднородно.
Однако состояние изученности этого 'вопроса нельзя считать удовлетворительным, особенно и горных районах. В то г.е время такие проблемы, как прогноз опасных метеорологических явлений, воздействие ка облака и осадки, охрана окружающей среды требует знания структуры и географических особенностей задерживал -щих слоев.
Целью настоящего исследования является изучение особенностей распределения устойчиво стратифицированных слоев и сдвигов ветра в нижнем слое атмосферы над Средней Азией. Этим определяются и основные задачі! исследования:
- изучить годовой и суточный ход повторяемости параметров
4 устойчиво стратифицированных слоев атмосферы, а также их структуру над Средней Азией;
выяснить роль рельефа в формировании инверсий температуры, изотерішй и вертикальных сдвигов ветра;
изучить влияние синоптических процессов на параметры устойчиво стратифицированных слоев атмосферы и на вертикальные сдвиги ветра;
изучить вертикальные сдвиги ветра в пограничном слое атмосферы в различных физико-географических условиях;
оценить вероятностные значения осношых показателей мощности и скачка температуры в температурных задерживающих слоях раз в I, 5, 10, 20 лет;
оценить вероятность сдвигов ветра б пограничном слое атиосферы в различных физико-географических условиях;
характеризовать особенности пространственного распреде -ления устойчиво стратифицированных слоев атмосферы и вертикальных сдвигов ветра в нижнем слое атмосферы над Средней Азией.
Исходнь-й материал. При изучении структуры и повторяемости устойчиво стратифицированных слоев атмосферы в пограничном слое использовались материалы стандартного радиозондирования 14 - и радиозондирущих станций Средней Азии (более 16300 выпусков), специализированного радиозондирования с замедленной скоростьп подъема (более 4100 подъемов), а такхе материалы аэростатного зондирования, включая экспедиционные наблюдения в различных формах рельефа (1969-1987 гг.) :
Аранчи - оазис радиусом 60 - 80 км, окруженный с севера через восток до юго-востока отрогами Чаткальского хребта и Ку -раыинских гор, высота места подъема 0,32 км над уровнем моря, 1964 - 1973 гг.;
г. Чнрчик - выход долины р. Пскем, высота места подъема
5 0,52 км над уровнен моря, 1971 г.;
Кызылча - горная местность, часть бывшего ледника, высота места подъема 2,1 км над уровнен моря, 1972 г.;
Чадак - узкая долина: с сеЕера-запада и юга ограничена отрогами Чаткальского хребта, высота места подъема 0,93 км над уровнем моря, 1973 г.;
Шахимярдан - узкая горная долина в кяной части Ферган -ской долины, высота иэста подъема 1,05 км н.у.м., IS75 г.;
Иійданак - вергнна горы на отрогах Гяссарского хребта, высота места подъема 2,7 км н.у.м., 1978 г.;
Кинчукур - юго-западнке отрог;; Гяссарского хребта, высота места подъема 2,12 км н.у.м., 1978 г.;
Хайдгркгн - котловина, ограниченная отрогам Алайского хребта, высота места подъема 1,92 км н.у.м., 1979 г.
При стационарных и экспедиционных аэростатных зондированиях с 1971 г. применялись облегченные полиэтиленовые аэростата конструкции автора.
Для исследования склоновых инверсий использованы данные 75 - и метеорологических станций, расположенных на разных высотах от 220 м н.у.м. - Ашхабад до 3580 м н.у.м. - Цургаб.
Для исследования вертикальных сдвигов ветра использованы данные экспедиционных базисных таропклотных наблюдений в 47 ~ и пунктах Средней Азии, в том числе шаропилотные наблюдения с повышенной точностью, а танке данные Гндроногфонда Узгидромета УзССР и литературные источники.
При анализе материала применялся обычный метод агроклиматических обобщений и стандартные методы статистической обработки.
Научная новизна. В работе впервые произведено аэроклиматическое обобщение параметров устойчиво стратифицированных ста-ев атмосферы чад Средней Азией. Помимо обычных для такого р'.>ла
обобщений средних и экстремальных значений параметров, исследованы статистические характеристики их временного распределения.
Впервые в практике исследования инверсий произведена вероятностная оценка их основных показателей - мощности, величины (скачка температуры в инверсии), интенсивности.
На основании данша аэростатного зондирования детально исследована динамика развития устойчиво стратифицированных слоев атмосферы в предела-., пограничного слоя в различных формах гор -ного рельефа Средней Азии.
Впервые оценена вероятность и величина вертикальных сдви -гов ветра в горных районах Средней Азии.
Практическая ценность. Проведенное исследование необходимо для районирования территории с точки зрения опасности загряз -нения воздушной среды, оно дает представление о зонах опасности для воздушного транспорта. Сведения о динамике инверсий и изо -тершій нужны при организации работы сельскохозяйственной ав'лации.
Данные о сдвигах ветра использованы при составлении реко -мендаций по прогнозу сдвигов ветра в зоне взлета и посадки воздушных судов отделом авиационной метеорологии Гидрометцентра СССР.
Отдельные результаты исследований использованы при разра -ботке комплексной схемы охраны атмосферного воздуха в г. Алыа -лыке. Кроме того, ряд материалов включен в справочное пособие иАароклішаті.ческие характеристики пограничного слоя Средней Азии".
Апробация работы. Основные результаты настоящей диссерта -ции докладывались на конференции аспирантов Ташкентского Госу -дарственного университета им. В.И.Ленина (г. Ташкент, 1975, 1976 гг.), на объединенном семинаре САНИГЫИ им. В.А.Бугаева, Ташкентского Государственного университета им. В.И.Ленина и
? института математики ти Романовского (г.Ташкент, 1979 г.), на Всесоюзной конференции по авиационной метеорологии 4ДІК СССР (г.Москва, 1920 г. ), ;-~а Всесоюзном семинаре-конференции по УЕнацтоннсй мегиорологли Г.'ЛД СССР (г.'Ьсква, 19JI г.), на ме -теорологическ'.'М семинара в GAH1TKI mi. В.А.Бугаяза (г.Ташкент, I9?, 1983 гг.), на объединенном заседании кафедр Физической географии географического :; физики атмосферы физического фа -.'ультетов Ташкентского Государстсзнного университета им. В.И.Ленина (г.Ташкент, ІОВ? г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано б работ.
Структура к объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глаз, -заключения и приложения; объем диссертации 223 стра -ниції: 20 - рисункоп, 40 - таблиц, список литературы составляет 116 наименований и приложение - 19 таблиц.
