Преобладающие направления ветров равнин Предкавказья

Рис.2 Преобладающие направления  ветров. Январь. ( %) [11]

       Весенний период наступает на Предкавказских равнинах начинается во второй половине марта- апреле, он характеризуется трансформацией на территории региона континентальных полярных воздушных масс в континентальные тропические воздушные массы. Это является результатом усиленной инсоляции. Также существенно уменьшается повторяемость вторжений арктического воздуха. Преобладающее направление ветра- юго-восточное, но в отличие от зимнего периода он становится для Предкавказских равнин теплым и сухим. Направление ветра формируется из-за антициклона над Нижней Волгой или Казахстаном и остальной Средней Азией. С юго-восточными и восточными потоками над Предкавказских равнинах устанавливается сухая, безоблачная погода с довольно сильными ветрами, достигающими иногда скорости более 15-18 м/сек. В это время большое развитие получают суховейные явления. Морской полярный воздух поступает на территорию региона с западным потоком по южной периферии центральных циклонов. Число дней с западным переносом составляет всего 10%.[8]

          Летняя циркуляция характеризуется некоторым усилением западного потока. Он образуется из-за смены Сибирского антициклона на Южно-Азиатский минимум и усиления на поверхности Атлантического океана Северо-атлантического  максимума. [11] Однако летом ось субтропических циклонов поднимается на север и все осадки, которые они несут, выпадают над Западной Европой, и к нам приходит сухой и горячий континентальный тропический воздух. На территорию Предкавказья серия антициклонов приходит в зрелом и затухающем состоянии, и они, старея, останавливаются над Северным Каспием. Потому и в тот сезон ветры восточных направлений имеют большую вероятность . Вообщем для теплого периода характерна общая размытость барических полей и ослабление атмосферной циркуляции. Погода также формируется за счет трансформации воздушных масс медленно движущихся азорских и арктических антициклонов. Особенно ярко тот процесс выражен во второй половине лета.  

Рис. 3 Преобладающие направления  ветров. Июль.  ( %) [11]

         Осенний период характеризуется прекращением трансформации континентальных полярных воздушных масс в тропические. Сентябрь на Предкавказских равнинах не является типичным осенним месяцем, он больше относится к летнему периоду. Типичными же месяцами являются октябрь, ноябрь и первая половина декабря. Осенью происходит установление господствующего восточного направления ветра, из-за образования антициклона в Средней Азии и пониженного давления над океаном. С юго-восточным потоком воздушных масс связана преимущественно малооблачная, без осадков, среднесуточные температуры в октябре +11°С, и в ноябре +8°С. Повторяемость западных ветров осенью составляет всего лишь 2-3%.[8]

           В связи с увеличением барических  градиентов в холодную половину  года наибольшие скорости ветра  отмечены в феврале. Но по  мере продвижения к югу и  востоку наступление максимума  средних скоростей приходится  на март , а затем и на апрель. Летом же ветра неустойчивы с самой малой скоростью в году.  Средняя годовая скорость ветра изменяется в широких пределах. Наибольших величин она достигает в западной части Предкавказья, где наибольшая циклоничность, там средняя скорость ветра равна 5-5,5 м/с. Значительное увеличение скоростей происходит на побережьях Азовского и Черного морей- до 6,5 м/с в восточной части , где преобладают малоподвижные антициклоны, скорость ветра уменьшается до 4 м/с.По мере продвижения к югу скорости ветра также уменьшаются, это связано с защитной ролью Большого Кавказа.[11]

2.3 Местная циркуляция атмосферы.

          Благодаря влиянию горного хребта  Большого Кавказа и морей , рядом с ними образовалась специфическая местная циркуляция. К местным ветрам относятся  фен и горно-долинные ветра. С влиянием Черного моря связано развитие бризов.

          Местные ветра являются мезомасштабными явлениями атмосферы, их причиной является особенностями подстилающей поверхности (неодинаковое нагревание ее участков, например, суши и моря и рельеф). Местные ветра заметно влияют на погоду и климат прибрежных и горных районов и способствуют усиленному обмену теплом и количеством движения в пограничном слое, обмену горизонтальному и вертикальному Наибольшего развития местная циркуляция достигает весной и летом в условиях ослабления общей циркуляции атмосферы. [15]

          Один из ветров местной циркуляции- бриз. Они наиболее выражены на Черноморском побережие, особенно в его гористой части, где их усиливает горно-долинной циркуляция. Бризы северной части Каспийского моря и Азовского моря выражены слабо. Также слабовыраженные бризы наблюдаются в долине р.Волги. Бризовая циркуляция обычно устанавливается на фоне слабоградиентного барического поля при устойчивой антициклональной погоде. Они усиливают перемешивание взаимодействие атмосферы с сушей и океаном , обмен теплом между ними. Существуют две схемы образования бризов, обе из них получили распространение на Черном море: фронтального типа ( по Кошмидеру) и нефронтального типа ( по Ганну). По первой схеме морской бриз можно рассматривать как вторжения холодного воздуха, подобное холодному фронту в миниатюре. По этой схеме образование вторжение морского бриза на берег сопровождается скачком в ходе ветра, температуры и влажности воздуха, видимости . Во второй схеме бриз рассматривается как стационарная, но периодически меняющаяся циркуляция, возникающая между морем и сушей. При ней происходит не скачок во влажности и температуре, а их медленное и постепенное изменение. Бриз развивается по первой схеме тогда, когда величины барического градиента очень велики. Размеры бризовой циркуляции различны, чаще всего на черноморской циркуляции бриз распространяется на 20-30 км, но в отдельных случаях может доходит до 50 км. Материковый бриз получает распространение в зоне 20-30 км. Морской бриз может сопровождаться понижениями в температуре на от 1⁰С до 6,5⁰С и ростом относительной влажности чаще на 5%-30%, но в некоторых случаях до 70%. Днем  бриз снимает довольно много тепла с почвы- в течение 6 часов более 0,017 Вт/м². При бризах фронтального типа происходит нарушение суточного хода температуры и влажности, максимум температуры может приходится на время начала морского бриза- 9-11 часов. Скорость бриза в среднем около 2,5 м/с возле Сочи- 2.6 м/с ( по Воронцову). Она приближенно равна 2 м/с на 1° разности температур. Направление бриза в течение дня заметно поворачивается по часовой стрелке. Максимум скорости, как и у других ветров пограничного слоя, наблюдается на высоте 0,1- 0,25 км. Материковый ночной бриз гораздо слабее ( в Сочи – 1-2 м/с) и его мощность в среднем 0,25 км. При бризах происходит усиление турбулентности воздуха, которую можно выявить по болтанке самолета. При полетах над морем болтанка не была отмечена, но при приближении берега возникала и возрастала по мере удаления от моря. На суше в слое 100-300 м она иногда бывает даже больше, чем в нижнем 100-метровом слое.[5]

         Нисходящим ветром горных стран является и фен. Его свойства зависят в отличие от боры, не от горизонтального распределения температур, а почти исключительно от прогревания при опускании. Поднимаясь по наветренным склонам гор, воздух охлаждается примерно на 0,6⁰С на каждые 100 м подъема, при этом образуются облака и выпадают осадки. При опускании по подветренным склонам, лишенный влаги воздух адиабатически нагревается примерно на 1⁰С на каждые 100 м. Поэтому внизу ветер приобретает черты теплого и сухого ( влажность может понижаться до 17%). Фены западного Кавказа чаще возникают зимой при развитии циклона над Черным морем, который « всасывает» воздух и заставляет воздух с гор опускаться. При фене наблюдаются большие поднятие температур, что может привести к таянию сненгов на склонах гор в холодный период года.

       Горно-долинные  ветра имеют природу, схожую  с бризами. Вертикальная мощность  их значительна и измеряется  средней высотой хребтов, образующих  борта долины: ветры заполняют все поперечное сечение долины вплоть до гребней ее боковых хребтов. Днем склоны гор прогреваются сильнее, чем прилегающая равнина, а ночью остывают быстрее, разница в нагревании и вызывает ветер. Как правило, они не сильные, но иногда достигают 10 м/с. Горно-долинная циркуляция слагается из ветров отдельных хребтов и в более крупном масштабе является циркуляцией горного хребта с прилегающей равниной в целом.[14]

            Наибольшего развития циркуляция  местных ветров получила в  районе при Большом Кавказе,  но она существует также и  при Донецком кряже, но в  менее выраженных масштабах.

2.4 Осадки

Большая часть Предкавказья относится к климату степной зоны, которая характеризуется некоторым недостатком в увлажнении. Выпадение осадков связано главным образом с циклонами, которые формируются над Средиземным морем и несут через Черное море влажные воздушные массы с Атлантики. На увлажнение территории водные бассейны Черного и Каспийского морей оказывают неодинаковое значение. Влияние Черного распространяется на все западные районы до Ставропольской возвышенности, потому что оно лежит на пути движения циклонов, а влияние Каспия распространяется только на узкую прибрежную зону. Восток Предкавказья лежит на большом расстоянии от Черного моря и закрыто от него возвышенностью , кроме того тут крайне часты вторжения континентального воздуха.  В связи с этим распределение осадков неравномерно.  На западе, в районе Краснодарского края осадков выпадает  около 500 – 600 мм в год, на востоке Астраханской области – 250-200 мм в год.  Также количество осадков растет с севера на юг, в связи с поднятием рельефа и влиянием Кавказа как барьера. На севере в районе Волгоградской области выпадает 400-350 мм в год , а на юге на предгорных равнинах и побережье Сочи может выпадать от 1000 до 2400 мм в год.

Рис. 4- Годовое распределение осадков [12]

          Наибольшее суммы осадков за месяц выпадают в теплый период года, при этом они могут быть в 1,5-2 раза больше, чем зимние. К югу эта разность уменьшается, а на Черноморском побережье почти незначительна. Это связано с активизацией западного переноса воздушных масс в летнее время. Также по сезонам различается характер выпадения осадков- в зимнее время преобладают длительные ( 8-10 часов) осадки обложного характера, а в летнее время они имеют ливневый характер, продолжительность их равняется 8-10 часов. [13]

     На испарение  осадков на данной территории  уходит определенное количество  радиации. Поэтому в районах, где  наблюдаются небольшое количество  осадков на их испарение затрачивается  меньше, чем в районах с более  обильными, а следовательно, большая часть радиации тратится на прогрев атмосферы. Большая прогретость атмосферы выражается в увеличении турбулентности воздуха и усиленной конвенции. [15]

2.5.Неблагоприятные ветровые явления

Наиболее распространенным неблагоприятным природным процессом  является сильный ветер. Он приносит большой ущерб хозяйству страны, портя инфраструктуру и нанося урон сельскому хозяйству. 15-20 февраля 2010 года из-за сильного ветра и падения деревьев произошли многочисленные обрывы ЛЭП на территории 16 муниципальных образований, 73 населенных пункта осталось без электроэнергии.

           При сильных штормовых ветрах на неглубоких водоемах типа Азовского моря и Каспия могут происходить сгонно-нагонные явления. Так, в ноябре 1954 года во время во время сильных восточных ветров во время большого нагона воды на северо-западном Каспии в Таганрогском заливе наблюдался исключительно большой по силе сгон воды, в результате чего залив оказался наполовину оголенным. Западные шторма наоборот вызывают на Азовском море сильный нагон воды. В 1960 году 24 августа за одну ночь уровень воды у Ростова поднялся на 2 метра, а у Азова на 2,5 метров. В 2010 году на территории муниципальных образований Темрюкский, Славянский, Приморско-Ахтарский, Ейский районы и Анапе также наблюдались нагонные явления Высота волн достигала 3,5-4 метра. Населенные пункты районов были под угрозой затопления.

         Зимой сильные штормы нередко сопровождаются метелями, что сильно затрудняет жизнь населения. 

Сильные шторма и ураганы  обычно имеют как восточное, так  и западное направление. Но наиболее устойчивыми и продолжительными бывают восточные ветра (обычно 2-3 дня, но может доходить до 6-7 дней), продолжительность  западных ветров не превышает двух дней Число дней с сильным ветром ( более 15 м/с) на равнинах обычно колеблется в пределах 20-35 дней. На возвышенных местах их число увеличивается до 45-60 дней. Также увеличение числа дней с сильным ветром происходит на побережье Азовского моря и северной части Черного моря из-за развития здесь местной бризовой циркуляции. Особенно высока скорость на открытых, вдающихся в море мысах и косах. В отдельные годы, когда наблюдается повышенная активность атмосферной циркуляции число дней с сильным ветром может резко возрастать. По сезонам года сильные ветра более характерны в холодную часть года, на большей территории самыми ветреными месяцами являются февраль-март. Летом штормы менее вероятны, так как для того сезона характерна общая размытость барических полей и уменьшение градиентов давления. [11]

          Для сельского хозяйства представляют большую угрозу суховейные явления. Суховеи являются ветрами с повышенной температурой с малыми суточными отклонениями и низкой относительной влажностью-днем она может понижаться до 11-17% и не превышает 50-60% ночью. Температура воздуха при суховеях составляет выше 25 — 30 °C (иногда 40 °C и выше), скорость различна- от 6-9 м/с до более 10 м/с Как правило на нашей территории суховей имеет восточное направление. Образование суховеев связано с процессами большого масштаба, при которой слой воздуха с низкой влажностью достигает толщины 2-3 км и больше. В суховейные дни происходит нарушение зональности и развитие меридиональных вторжений. Е. А. Цубербиллер показала, что суховеи наиболее часто наблюдаются на юго-западной, южной, и юго-восточной перифериях антициклонов или в размытых областях повышенного давления, расположенных над северной и центральных частях России и за Уральским хребтом , когда антициклон переместился на Казахстан или в Среднюю Азию. Суховеи на территории России имеют разное происхождение, над Северным Кавказом и Нижним Поволжьем суховеи возникают главным образом из-за антициклона, переместившегося на территорию Казахстана и выносящего оттуда сухие и горячие массы воздуха. Также возможны суховеи из-за вторжения северных антициклонов, в том случае основным процессом в суховеях является трансформация арктических масс над теплой подстилающей поверхностью. Нисходящие движения на высотах играют определенную роль в образовании суховеев, иссушая и дополнительно прогревая воздух в малоподвижных областях повышенного давления, что способствует развитию суховеев. Чаще всего суховеи возникают в центральной части Прикаспия- среднее многолетние число дней с суховеем здесь равно 25-30.  К северо-западу и западу  от Прикаспия количество дней уменьшается, и в Западном Предкавказье равняется 10-15 дней. При суховеях происходит интенсивное испарение воды с почвы, что приводит к гибели растений [4]

         Часто суховеи сопровождаются пыльными бурями. Зарождению пылевых бурь способствуют сочетание ряда факторов: климатические и метеорологические (устойчивые по направлению и достаточной силы воздушные потоки, подходящие температура и влажность воздуха, почвенно-геоботанические (наличие рыхлых слабозадернованных и слабозакрепленных растительностью, достаточно сухих и легко выдуваемых почв), геолого-геоморфологических (развитие рыхлых поверхностных отложений, например, песков; общая выровненность поверхности, облегчающая движение воздушного потока). Но главные факторы формирования пылевых бурь - климатические и метеорологические. Важнейшим условием для формирования пылевых бурь является наличие сильного ветра, обычно считают, что для возникновения пылевой бури достаточен ветер со скоростью 6-10 м/с. Также развитию пыльных бур способствуют малое количество осадков. Разделяют два типа пылевых бурь-возникающие в условиях неустойчивого состояние атмосферы, во время вторжения холодных масс воздуха и развивающиеся при устойчивом состоянии атмосферы, на периферии антициклонических образований. Именно таким путем происходит образование мезомасштабных ( первого типа) и макромасштабных ( второго типа) пылевых бурь, лучше всего наблюдаемых с космоса. Начинаются они чаще всего в утренние часы , достигая своего развития к полудню и прекращаются к вечеру. При пыльных бурях происходит сильное запыление воздуха, что приводит к сильному ухудшению видимости, что мешает транспорту. Но больше всего от пыльных бурь страдает сельское хозяйство, так как происходит выдувание плодородного слоя почвы, семян и еще не окрепших всходов. Наибольшее число дней с пыльными бурями наблюдается на востоке изучаемого района.[6] В среднем их количество за год составляет 11-19 дней, но в отдельные годы  может наблюдаться до 40-50 дней. На западе они крайне редки и слабо выражены ( около 1-4 дней в год).Наиболее разрушительные бури были отмечены в 1892, 1928, 1960.  По данным Гаель, весной 1960 году в районе Армавир-Отрадная-Невинномысск в некоторых местах на легких породах перевевание затронуло даже материнскую породу, образовав язвы дефляции глубиной 1-1,5 м и длиной до 10 м. У лесных полос мощность наносов составляла 45-60 м³, а в отдельных случаях и 100 м³ на погонный метр лесополосы. [11]