Краснодар расположен на южной границе климатического пояса умереннных широт.
Циркуляции атмосферы над Краснодарским краем присущи черты меридиональной направленности на фоне общего зонального переноса над Европой. Это связано в значительной степени с влиянием акватории Черного моря на термическое состояние нижнего слоя атмосферы над ним.
Из табл. 13 видно, что на данной территории преобладают массы континентального воздуха умеренных широт. Приходящие извне воздушные массы атлантического, арктического и тропического происхождения обычно бывают уже в значительной степени трансформированными и вскоре окончательно перерождаются в континентальный воздух умеренных широт.
Наибольшую повторяемость (82 %) континентальный воздух умеренных широт имеет в зимние месяцы, наименьшую (68 %) - летом; в среднем за год повторяемость его составляет 73 %. Значительно реже наблюдаются вторжения арктического воздуха. Наиболее часты они осенью и зимой, в это время повторяемость их достигает соответственно 6 и 4 %.
Вторжение тропического воздуха обычно происходит летом, когда континентальный тропический воздух формируется над Северным Кавказом или проходит с прикаспийских степей и пустынь Средней Азии. В остальные сезоны его повторяемость невелика, зимой он не наблюдается совсем. Повторяемость морского тропического воздуха в течение всего года 6 - 7 %.
Холодный арктический воздух легко проникает в район Краснодара, поскольку с северо-запада, севера и северо-востока на его пути нет значительных горных препятствий. С юга и юго-запада на территорию Краснодарского края свободно распространяется и теплый воздух, довольно легко преодолевающий горные хребты, особенно там, где высота их невелика. При перетекании теплого воздуха через высокие горные системы возникает так называемый фоновый эффект - адиабатическое нагревание воздуха и падение в нем относительной влажности при нисходящем движении по неровностям рельефа. Такой эффект наблюдается и в Краснодаре при опускании теплого воздуха вдоль северных склонов Кавказских гор (рис. 4).
В холодное время года атлантические циклоны и их фронтальные разделы формируют над Краснодарским краем'воздушные массы атлантического происхождения.
Большое влияние, на погоду и климат Краснодара оказывает в холодное полугодие квазистационарная черноморская депрессия термического происхождения. Кроме того, через Черное море проходят средиземноморские циклоны, приносящие теплый влажный воздух, обильные осадки сильные порывистые ветры южных направлений.
Открытость Краснодара для вторжений различных (холодных и теплых) воздушных масс, а также расположение его на границе между теплы ми южными морями и холодным континентом определяют резкие погодные изменения, особенно температуры воздуха.
Формирование в районе Черного моря активных фронтальных зон нередко сопровождается образованием здесь новых циклонических возмущений (рис. 5).
Циркуляция воздуха над Краснодарским краем во многом определяется сопряженной зависимостью, существующей между черноморской' депрессией и отрогом сибирского максимума, а также между депрессией иI антициклонами, формирующимися в массах холодного воздуха над территорией Европы. Результатом этого является большая повторяемость восточных ветров и частное их усиление, сопровождающееся нередко пыльными бурями (рис. 6).
Для зимних месяцев (январь - февраль) характерно преобладание поля высокого давления над континентом и активная циклоническая деятельность над морями и океанами, откуда циклонические серии и отдельные циклоны периодически проникают на материк, принося с собой тепло и влагу (рис. 7).
Условия погоды в данном районе определяются развитием того или иного типа циркуляции и трансформации ее под влиянием физико-географических условий и в первую очередь орографии. Если определенный тип циркуляции господствует в течение сезона, увеличивая свою повторяемость по сравнению с обычной, то складываются аномальные условия погоды .
Например, необыкновенно устойчивая холодная (на 8-13 °С ниже нормы) зима 1953-54 г. характеризовалась значительным преобладанием поля высокого давления над континентом Европы. При этом слабый междуширотньй обмен способствовал выхолаживанию приземного слоя воздуха.
Траектории циклонов и антициклонов в районе Краснодара (за исключением летнего периода) в основном направлены на запад. Летом в траекториях циклонов преобладают северо-западное и юго-западное направления
Теплые зимы обычно связаны с преобладанием широтного переноса или со значительной повторяемостью выхода южных циклонов. Последнее определяет обилие или недобор осадков, так как почти всю влагу зимой район Краснодара приносят массы теплого воздуха, поступающие с акватории Средиземного и Черного морей.
Весной (март - апрель) циклоны над Европой перемещаются по более южным траекториям и глубже проникают на материк. Общий зональный
перенос периодически нарушается меридиональными преобразованиями барического поля. От повторяемости таких нарушений зависит температурный режим сезона и количество осадков.
В начале лета (май - июнь) усиливается циклоническая деятельность над континентом и меридиональный обмен воздушных масс. Следствием этого является заметное увеличение числа гроз и ливневых дождей. В июле и августе междуширотный обмен ослабевает. Основным атмосферным процессом в эти месяцы является прогрев воздуха над засушливыми степными районами и полупустынями и постепенная трансформация его в континентальный тропический. В районе Краснодара средняя повторяемость тропических континентальных воздушных масс летом составляет 17% (табл. 13). Значительному увеличению повторяемости и активности грозовой деятельности в теплое время года способствует циклогенез, связанный с возмущением воздушного потока орографическими препятствиями.
3.1. Атмосферное давление
Атмосферное-давление - это сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до , верхней границы атмосферы.
С высотой давление воздуха убывает. В приземном слое оно уменьшается примерно на 1 гПа на каждые 8 м высоты. На высоте 5 км атмосферное давление почти вдвое меньше, чем на уровне моря. Чтобы можно было сравнить давление воздуха в разных районах, все метеорологические станции приводят его к одному уровню - уровню моря.
В Краснодаре среднее годовое давление воздуха на уровне станции 1012,7 гПа. Среднее годовое давление, приведенное к уровню моря 1016,1 гПа (табл. 15).
Год от года среднее годовое давление изменяется мало. Самое высокое (1014,4 гПа) было отмечено в 1898 г., а самое низкое (1011,2 гПа) - в 1923 и 1955 гг. Амплитуда его колебаний составляет всего 2,4 гПа.
В более широких пределах изменяется среднее месячное атмосферное давление, особенно в холодное время года, с декабря по февраль. В эти месяцы его колебания составляют 13,5-15,2 гПа, достигая максимума в январе (рис. 8). Менее всего подвержено колебаниям среднее месячное давление в августе: разность между наибольшим и наименьшим его значениями в течение многолетнего периода составляет всего 4 гПа. Однако периодически в течение любого месяца и от суток к суткам- атмосферное давление в Краснодаре может изменяться- на десятки гПа. Иногда при быстром перемещении глубоких циклонов давление повышается или понижается на 10 гПа и белее за 3 ч.
Если рассматривать изменение среднего месячного давлений в течение года, то наиболее высоким оно бывает с октября по январь, достигая максимума (1016,4 гПа) в ноябре. С февраля среднее месячное давление воздуха довольно быстро понижается и достигает минимума (1007,0 гПа) в июле, затем вновь возрастает (рис. 9). Таким образом, в течение года среднее месячное давление воздуха в Краснодаре изменяется на 9,4 гПа.
Такой годовой ход давления определяется соответственным повышением или понижением температуры воздуха и связанными с этим сезонными особенностями циркуляции атмосферы. Зимой, например, - это уплотнение выхолаживающегося в нижнем слое воздуха и преобладание над континентом антициклонических образований. Летом - интенсивный прогрев воздуха у земной поверхности и наличие поля пониженного давления над сушей Дополнительной характеристикой временной изменчивости давления воздуха от месяца к месяцу является среднее месячное давление воздуха различной обеспеченности (табл. 16).
3.2 Ветер
Данные о ветре широко используются при проектировании зданий, различных сооружений, при обслуживании авиации, морского и речного транспорта и во многих других отраслях народного хозяйства.
Ветер характеризуется скоростью и направлением, поэтому его можно представить в виде вектора. Направление ведра измеряется в градусах (от 0 до 360°) или в румбах, скорость - в-метрах в секунду.
Ветровой режим Краснодара формируется под воздействием широтной циркуляции и местных физико-географических особенностей. Основной причиной возникновения ветра является разность давления, т. е. наличие горизонтального барического градиента. Чем больше разность давления на единицу расстояния, тем сильнее ветер.
В Краснодаре в течение всего года преобладают ветры восточного (22 %), северо-восточного (20 %), западного (15 %) и юго-западного (15 %)
«правлений/ Повторяемость ветров других румбов, как правило, ограничивается 5-10% (табл. 17).
В отдельные сезоны года общая схема распределения сохраняется при некоторых количественных изменениях. Так, восточных и северо-восточных ветров зимой больше (20-30 %), чем летом (15-20 %), а западных и юго-западных, наоборот, летом больше (13-21 %), чем зимой (12-15%).
Такое же общее соотношение направлений сохраняется внутри всего города, что подтверждается данными наблюдений на различных станциях (табл. 18)
Преобладание указанных направлений ветра и специфика годового года их повторяемости обусловлены местными особенностями циркуляции атмосферы, возникающими под влиянием акватории Черного моря и кавказской гарной системы, на которые накладываются сезонные особенности циркуляции атмосферы над Европой.
Наглядное представление о распределении повторяемости направлений ветра по сезонам дают розы ветров (рис. 10, 11, 12).
В городе довольно велика повторяемость штилей (табл. 18). За год она колеблется от 13-15 % на восточной окраине (Краснодар, Круглик; Краснодар, Пашковская) до 21 % на западной (Краснодар, Белозерный; Краснодар, СКНИИФ). Наибольшее число штилей наблюдается, с сентября по ноябрь, максимальное - в октябре (Краснодар, Круглик 22 %).
Суточный ход направления ветра выражен слабо. В течение суток направление ветра, меняется неоднократно, но без определенной закономерности.
Более четко выражен суточный ход повторяемости штилей. Максимум отмечается в ночные часы, минимум - днем.
Годовой ход скорости ветра (табл. 19) зависит от характера и интенсивности атмосферной циркуляции и в то же время отражает взаимодействие макроциркуляционных процессов с местными особенностями орографии.
Так, рост средней скорости ветра в период с января по апрель в большой степени связан с активным взаимодействием континентальных антициклонов и черноморской депрессии, т. е. с увеличением повторяемости сильных восточных ветров.
В конце апреля и в мае активизируется циклоническая деятельность над континентом. Увеличение повторяемости сильных юго-западных.
ветров также способствует сохранению высоких значений средней скорости в эти месяцы.
Наиболее сильные ветры в Краснодаре наблюдаются в марте (3,4 м/с), слабые - в октябре (2,3 м/с).
Средняя годовая скорость ветра изменяется от. года к году в сравнительно узких пределах. Наибольшая средняя годовая скорость ветра I
отменена в 1952 г. (3,6 м/с), наименьшая в 1964 г. (1,9 м/с).
Временная изменчивость средних месячных скоростей ветра превышает изменчивость средних годовых скоростей; наибольшие отклонения заключены в интервале от - 2 до 3 м/с. Следует отметить при этом, что такие положительные отклонения от средней скорости, как 3,6 м/с в
январе и 5,0 м/с в феврале (см. табл. 19), нельзя считать характерными для этих месяцев, так как они относятся к одному году (1969), исключительному по повторяемости сильных ветров в январе и особенно в феврале.
Средние отклонения от средней месячной скорости ветра зимой и , весной заключены в интервале 0,6- 0,9 м/с, летом и осенью - 0,3- 0,5 м/с.
Хорошо выраженный суточный ход ветра наблюдается в малооблачную погоду, особенно при малоградиентном барическом поле. Максимум скорости ветра приходится на послеполуденные часы, минимум - на вторую половину ночи. В течение всего года днем скорость ветра значительно больше, чем ночью (табл. 20).
Усилению ветра в дневные часы способствует повышение температуры воздуха от утренних сроков к дневным более чем на 6 °С летом и 3 "С
зимой, поскольку повышение температуры сопровождается увеличением турбулентности в нижнем слое воздуха.
Днем с сильным ветром считается такой день, когда скорость ветра хотя бы в один из сроков наблюдений или между ними, была 15 м/с и
более. В среднем в течение года наибольшее число дней с сильным ветром (2,4) наблюдается в марте, наименьшее (0,2) - в июле (табл. 21). В отдельные годы число дней с сильным ветром, может существенно отличаться от средних многолетних данных.
Наибольшее за месяц число дней с сильным ветром (12) наблюдалось в апреле 1952 г., наибольшее за год (39) отмечалось также в 1952 г. В ток.ж|
время в 1967 г. дней с сильным ветром совсем не было, а в 1945, 1951 1966 гг. зафиксировано лишь па одному такому дню.
Важной характеристикой ветра является его максимальная скорбел В табл. 22 приведены дачные для Краснодара.
Максимальное усиление ветра до 34 м/с, при порывах 40 м/с и более (ст. Краснодар, Пашковская 44 м/с) отмечено 4 -5 января 1969 г. и 9
10 марта 1970 г. во время сильной пыльной бури. В остальные месяц максимальная скорость ветра колебалась в пределах 17-34 м/с.
Для ветра характерна порывистость, причем скорость его при порыв! бывает значительно больше отмеченной максимальной скорости. Особено сильны порывы при шквалах и их не всегда удается измерить даже при наличии специальных приборов.
Из табл.. 23 видно, что наибольшей силы достигают ветры господвующих направлений - восточного (34-40 м/с) и юго-западного (25 м/с) зимние и весенние месяцы. Максимальная скорость северного ветра превышает 20 м/с (осень), юго-восточного - 17 м/с (зима), северо-западного-. 12 м/с.
Аналогичную картину значительного преобладания сильных ветров господствующих направлений дает табл. 24. Исключением является южное направление, для которого повторяемость ветра всех градаций скорости относительно мала по сравнению с юго-западным, а для сильного ветра на почти такая же, зимой даже больше. Объясняется это довольно частым возникновением в холодное время года фёна, для которого характерно южное направление ветра .
В среднем за год суммарная повторяемость сильного ветра восточного северо-восточного направлений, составляет 63,7 %. Значительна повторяемость и южного и юго-западного направлений (28,7 %). Усилений ветра стальных румбов почти не наблюдается.
В 85 % случаев усиление ветра происходит между 10 и 15 ч суток.
Наименее, вероятен сильный ветер в летние месяцы. В 80 % случаев он имеет северо-восточное и восточное направление. Усиления ветра южного и юго-западного-направлений летом чаще всего имеют шквалистый характер, продолжительность их нередко измеряется несколькими минутами, вследствие чего часть таких кратковременных усилений может быть не зафиксирована.
При анализе данных табл. 3, 4 приложения обращает на себя;, внимание тот факт, что на ст. Краснодар, Круглик большая непрерывная, продолжительность штилей, в то время как на ст. Краснодар, Пашковская она существенно не отличается от средней непрерывной продолжительности ветра других градаций скорости. Средняя непрерывная продолжительность штилей на ст. Краснодар, Круглик колеблется в зависимости от сезона в пределах 8-10 ч. Наибольшая продолжительность зимой достигает 90 ч, осенью - 72, весной - 45, летом - 39 ч.
Для других градаций скорости ветра, исключая 16 м/с и более, средняя непрерывная продолжительность составляет в большинстве случаев 4- 6 ч. Для градации 16 м/с и более непрерывная продолжительность не превышает 1- 4.ч, увеличиваясь в отдельные месяцы до 6- 7 ч.
Наименьшие значения непрерывной продолжительности сильного ветра характерны для летнего периода, что объясняется преобладанием е это время кратковременных шквалистых усилений.
Наиболее устойчива в течение всего года средняя непрерывная продолжительность ветра скоростью 5-11 м/с. На ст. Краснодар, Круглик она для всех сезонов составляет 5-6 ч в месяц, на ст. Краснодар, Пашковская возрастает зимой и осенью до 7- 8 ч в месяц. Продолжительность скороси ветра 0-1 м/с на ст. Краснодар, Круглик, по данным табл. 25, в среднем за год в 3 раза превышает эту величину на ст. Краснодар, Пашковская.
Наибольшая суммарная продолжительность скорости ветра 0-1 м/с н ст. Краснодар, Круглик имеет место в октябре и январе, на ст. Краснодар Пашковская - в октябре и мае.
Значительный интерес представляют данные о повторяемости скорости ветра по градациям (табл. 1, 2 приложения).
В 1971 г. в Круглике и в Пашковской метеоплощадки были перенесены на новое место. На ст. Краснодар, Пашковская за период с. 1971 по 1979 г. резко уменьшилась.повторяемость штилей и ветра скоростью до 1 м/с: если за период 1936-1964 гг. она составляла в среднем за год 31,1 то за| период .1971-1979 гг. - всего 19,8 %. В то же время на ст. Краснодар, Круглик повторяемость штилей- и ветра скоростью до 1, м/с за период 19711 1979 гг. даже несколько увеличилась по сравнению с периодом 1936- 1964 гг., достигнув 40,5 %.
На ст. Краснодар, Пашковская возросла повторяемость скорости ветра 2-3 м/с и особенно 4-7 м/с; на ст. Краснодар, Круглик повторяемость этих градаций существенно не изменилась.
Следует отметить, также, что в период 1971-1979 гг. уменьшилась | повторяемость ветра более высоких градаций скорости. При этом, если за год повторяемость скорости ветра 8-11 м/с на двух станциях уменьшилась незначительно, то повторяемость таких градаций, как 12-15 м/с, 16 м/с и. более на ст. Краснодар-, Круглик за год уменьшилась соответственно с 1,71. до 1,0 % и с 0,77 до 0,24 %, а на ст. Краснодар; Пашковская - соответственно; с 2,7 до 0,66 % и с 2,47 до 0,16 %
В отличие от прошлых* лет в семидесятые годы в Краснодаре почти не было пыльных бурь.
Дни с сильным ветром в эти годы наиболее часто наблюдались с декабря по март. Кроме того (по данным табл. 1 приложения), больших значении достигла повторяемость сильных ветров также в ноябре и апреле.
