Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Метод учета особенностей суточного хода в прогнозе температуры воздуха на территории САР

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Метод учета особенностей суточного хода в прогнозе температуры воздуха на территории САР"

Министерство Общего и Профессионального Образования РФ Российский Государственный Гидрометеорологический Университет

(Л.

На правах рукописи УДК 551.509.323(569. 1)

АБИ ШИФА ХУСАМ

МЕТОД УЧЕТА ОСОБЕННОСТЕЙ СУТОЧНОГО ХОДА В ПРОГНОЗЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ПО ТЕРРИТОРИИ САР

11.00.09- метеорология, климатология и агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 1538

Работа выполнена в Российском Государственном Гидрометеорологическо Университете.

Научный руководитель : кандидат физико-математических наук,

доцент

И. Н.Русин.

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор

В. И Воробьев, кандидат географических наук, доцент В.Л.Андреев

Ведущая организация: Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова.

Защита диссертации состоится "/<9 ЯяВг. в £ часов

на заседании диссертационного совета К.063.19.01 в Российском Государственном Гидрометеорологическом Университете по адресу: 195196, Россия, Санкт-Петербург, Малоохтинский проспект, 98, РГГМУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского Государственного Гидрометеорологического Университета.

Автореферат разослан " '^ " У7_199 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к. т. н.

Лубяной А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Правительство САР поощряет научные работы в области метеорологического прогнозирования, особенно, направленные на изучение возможности искусственного стимулирования осадков. Эти работы очень важны для развития сельского хозяйства в условиях засушливого климата страны. В связи с этим, а также с растущими потребностями авиации и транспорта возрастает и необходимость в качественном прогнозе условий развития конвекции на территории САР.

В настоящее время метеорологическая служба САР не располагает специальными методами для прогноза конвективных явлений для всей территории страны. Однако установлено . что для прогнозов в отдельном пункте можно применять методы, разработанных в России. Для этих методов прогноза конвективных явлений основой является прогноз температуры воздуха. Этот прогноз осуществляется в САР только для отдельных крупных аэропортов. Поэтому возникает задача изучения особенностей суточного хода температуры на территории САР в целях получения выводов, необходимых для разработки методики прогноза суточного хода температуры для всей территории САР.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования состоит в обобщении данных ежечасных наблюдений. проводимых в аэропортах и на крупных метеорологических станциях САР и получения метода восполнения недостающей информации об ожидаемом суточном ходе температуры в любой географической точке страны.

Для этого необходимо было решить следующие задачи: 1) собрать данные о ежечасных значениях температур и других метеорологических величин, наблюдаемых в САР. проконтролировать их и превратить в числовые массивы, доступные для компьютерного анализа; 2) выработать подход, позволяющий на основе малого числа существенных параметров описать закономерности временной и пространственной изменчивости температуры воздуха внутри суток; 3) используя выбранный подход, проанализировать особенности суточных изменений температуры воздуха у земли над САР; 4) эазработать концепцию для прогноза суточного хода температуры по территории.

Практическая ценность и значимость результатов работы.

Выполненная работа позволяет организовать систематически обработку наблюдений на метеостанциях САР в целях выявления дi каждого климатического района реперных станций, наиболее тесн связанных по закономерностям суточного хода температуры характеристиками синоптической ситуации, доступными п результатам численного прогнозирования и передаваемыми и Региональных центров в коде GRID. После выявления репернь станций можно, пользуясь предлагаемым в работе методом, получит методики локальных прогнозов суточного хода температуры для все интересующих станций. Это создаст основу для применения метода прогноза опасных конвективных явлений по территории САР.

Научная новизна работы.

Помимо прикладной важности изучения особенностей суточног хода температуры для территории САР, существует и обща метеорологическая значимость установления закономерносте распределения характеристик суточного хода температуры п территории. Действительно, в метеорологических исследования обычно рассматривают- только два параметра суточного хо; температуры - максимальную и минимальную температуры, сставля вне исследований форму кривой суточного хода.

Но сейчас существует большое количество метеорологичесю станций, на которых регистрация метеоэлементов производится чер( час и даже через полчаса. Наличие массивов таких данных открыва* возможность ответа на вопрос, какова же форма суточного хо/ температуры, какими параметрами эта форма описывается достаточ? полно и как эти параметры меняются по площади и зависят г синоптической ситуации.

Изучение особенностей горизонтальной изменчивости фор; суточного хода по району может расширить возможное статистической интерпретации данных численных прогнозов на ochoi метода модельной статистики, который в обычном варианте позволж получить оценки только для тех пунктов, по которым имеют! архивные данные. Кроме того, детальные исследования фор суточного хода помогли сформулировать новые вопросы д теоретических исследований нестационарных процессов в пограничн слое атмосферы.

Аппробация работы.

Результаты работы докладывались на семинарах кафедры

прикладной метеорологии РГГМУ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Она содержит^М. страниц машинописного текста, 1А. рисунков и 4 таблиц, библиографию из наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обсуждаются цели и постановка задачи исследования, анализируется ее научная и практическая значимость, а. такие дается общая характеристика работы.

В первой главе приведены физико-географические и метеорологические сведения о Сирийской Арабской Республике (САР), необходимые для понимания специфики исследования. В параграфе 1.1 эписываются особенности рельефа. Указано, что горный массив, состоящий из двух почти параллельных хребтов, ' ориентированных по меридиану, отделяет западную прибрежную часть САР от восточной, •соторая состоит из восточного склона гор и Сирийской пустыни. На ;еверо-востоке страны располагаются южные предгорья Кавказских ?ор. На юго-западе также находятся возвышенности. Эти особенности зельефа определяют климатическое районирование САР.

В параграфе 1.2 дана краткая характеристика климатических особенностей района. Они возникают на общем фоне ;редиземноморского климата с жарким и сухим летом и прохладной и шажной зимой. Расположение гор приводит к резкому различию :тепени континентальное™ климата: у Средиземного моря )асполагается узкая полоса морского субтропического климата, а на юстоке на возвышенностях располагаются области умеренно влажного слимата и субтропическая пустыня. Отмечается хорошая изученность :лимата САР, благодаря работам сирийских метеорологов, создавших [лиматический Атлас Сирии.

В параграфе 1.3 дано небольшое описание типичных шоптических ситуаций. Летом на территории САР господствует формировавшаяся над Аравийским полуостровом континентальная ропическая воздушная масса, связанная с потоками барической ожбины, располагающейся над Индией. Сухая безоблачная . и алооблачная погода при слабых ветрах делает метеорологические аблюдения в этом районе наиболее близкими к теоретически аеальным условиям исследования суточного хода температуры.

Во второй главе сделано систематическое описание метеорологических представлений о причинах и взаимосвязя> метеорологических величин при их суточном ходе. В параграфе 2.1 отмечено, что суточный ход инсоляции, обусловленный суточныь ходом высоты солнца характеризуется разрывностью производных пс времени на восходе и заходе солнца. Поэтому гармонический состаЕ инсоляции содержит не только суточные, но и более короткопериодные колебания. Для математического описание суточного хода инсоляции достаточно трех первых гармоник с периодами 24. 12 и 8 часов.

В параграфе 2.2 приведены сведения о суточном ходе величин, непосредственно связанных с инсоляцией: прямой, рассеянной 1 суммарной радиацией. Отмечается зависимость суточного ход суммарной радиации от влажности воздуха' через поглощени атмосферой. В параграфе 2.3 рассматривается суточный хо облачности. Отмечается . что суточный ход слоистой и кучевой облачности различны, и что суточный ход кучевой облачност) различен в условиях сухого и сильно увлажненного воздуха.

В параграфе 2.4 рассмотрены известные сведения о суточно ходе температуры. Отмечается, что обычно изучаются закономерност амплитуды и фазы суточного хода температуры, но в качеств амплитуды берется разность максимальной и минимально температуры, а фаза определяется по положению максимума на ос времени. Это не позволяет сделать какие-либо выводы о свойства гармоник суточного хода температуры и. несмотря н многочисленность наблюдений. они изучены слабо. Обращаете внимание на факты смещения положения максимума температур относительно солнечного полдня как в сторону запаздывания, так з сторону опережения.

В параграфе ' 2.5 перечислены сведения о суточном хо; величин, которые зависят от солнечной радиации косвенно чере суточный ход вертикального градиента температуры. В случ? малооблачной погоды некоторые из этих величин (козффицие; турбулентности, составляющие теплового баланса подстилами^ поверхности) имеют максимум, совпадающий по времени с местн полднем, когда достигается максимум температуры поверхнос почвы. Однако влажность воздуха описывается кривой с дву максимумами. Наличие облачности сглаживает суточный ход и поэто летник малооблачный период в САР хорошо подходит для сбора данн

по этому вопросу.

В третьей главе сделан обзор теоретических взглядов на механизм суточного хода. В параграфе 3.1 приведены схемы суточных колебаний температуры. применяемые при разработке методов прогнозов. В параграфе 3.2 рассмотрены результаты, полученные методом численного моделирования суточных колебаний температуры на основе моделей турбулентного теплопереноса в пограничном слое атмосферы.

В четвертой главе приведены результаты исследований гармоник суточного хода температуры САР по данным специально подобранных серий ежечасных наблюдений. В параграфе 4.1 кратко описаны практические методы анализа периодограмм и сделан вывод, что при использовании электронных таблиц удобно пользоваться простейшими методами, основанными на классических формулах Фурье.

В параграфе 4.2 показано, как изменяется вид температурной кривой, которая представляется тремя гармониками ряда Фурье. Там показано, что вторая гармоника имеет важную формообразующую роль даже при малой амплитуде. Если вторая гармоника запаздывает по фазе относительно первой, то в окрестностях максимума кривая меняется мало по сравнению с первой гармоникой, но скорость охлаждения после середины ночи снижается и кривая ночного выхолаживания становиться более плоской. Если вторая гармоника опережает по фазе первую , то изменяется форма графика в период максимальной температуры: максимум становиться более плоским, достигается раньше, растянутым, при этом одновременно время минимума возвращается к середине ночи.

Несмотря на малую абсолютную величину, третья гармоника дает ощутимый вклад: кривая суточного, хода на стадиях прогрева и охлаждения меняет выпуклость. При ее фазовом запаздывании относительно, первой, кривая суточного хода сильно напоминает кусочно-линейную, но моменты максимума и минимума совпадают с характерными для первой гармоники. При совпадении или опережении по фазе выявляются различия в скоростях изменения температуры в первую и вторую половину ночи и дня. Такие изменения тенденции температуры хорошо известны синоптикам, так как часто видны на графиках реального суточного хода.

В параграфе 4. 3 изучена точность представления гармониками суточного хода температуры на станциях САР. Для этого был подобран период, характерный для лета и отличающийся очень мало

меняющейся синоптической ситуацией со слабым ветром. В этом периоде были собраны данные по всем станциям, на которых ведутся ежечасные наблюдения, а затем из них отобраны те. на которых данные были наиболее качественными и не содержали пропусков внутри всех суток серии.' В результате в распоряжении автора оказались серии недельных ежечасных наблюдений в однородных синоптических условиях на семи станциях САР, расположенных на западном и восточном склоне гор.

Эти данные были подвергнуты периодограммному анализу в целях выявления общих закономерностей. Оказалось, '(см. рис.1) что для представления любого суточного отрезка из рядов наблюдений с погрешностью, не превышающей 0.5°С достаточно использовать сумму не более трех гармоник. Отметим, что путем сравнения восстановленного по трем гармоникам суточного хода температуры с наблюдаемым, который служил исходным для получения коэффициентов Фурье, ' было обнаружено значительное количество ошибок, возникших в процессе копирования данных. Это значит, что анализ периодограмм может быть очень полезным средством для контроля текущей метеорологической информации.

Установлено также, что погрешность представления суточного хода температуры тремя гармониками систематически наиболее велика в предрассветные два срока и после закатные два-три срока. Это также демонстрирует рис.1. Оказалось, что наиболее низка точность при переходе от ночного выхолаживания к дневному прогреву и наоборот. Этот - вывод важен, так как подтверждает необходимость отдельного построения для получения минимальной температуры и прогноза туманов.

В параграфе 4.4 рассмотрен вопрос о том, как изменяются характер гармоник суточного хода температуры по пространству. Для этого ежесуточные значения коэффициентов Фурье, » а. также их представления в виде амплитуд и фаз были сведены в единую базу данных с другими характеристики станций как метеорологическими, так и физическими (высота рельефа, вид подстилающей поверхности). Затем была произведена кластерная классификация данных в целях отбора однородных по физическим условиям.-

В результате все множество данных оказалось разбитым на две однородные группы. В одной собрались станции, расположенные к востоку от Ливанского горного хребта (Судейда. Хама,Алеппо, Камишли), а в другой - станции, расположенные с западной стороны

Примеры суточного хода температуры на м/с Сирии

пунктиром: нанесены расчетные значения

I, Н

Латакия . Камишли Сафита Алеппо

рис. 1

(Латакия. Сафита). Такое разбиение строго соответствует принципу климатического районирования САР. Интересно, что главные различия между группами проявлялись в значениях парциального давления водяного пара, а также амплитудах первой гармоники. Причем большей влажности воздуха соответствуют меньшие амплитуды суточного хода. Сводные результаты показаны в таблице 1.

Таблица 1 . Сравнение амплитудно-фазового характеристик представлений суточного хода температуры на станциях САР

Станция Вид £ Т ОЕ БТ А) Р. А2 А3

По всем Средн. 126.7 283.3 -1.5 2. 8 72. 1 -.3 8. 3 5. 3 7. 5 -7. 1

По всем б 20.8 34.5 22.3 14. 8 11.3 .5 3. 7 4. 2 2. 7 3. Л А

По зап. Средн. 209.4 258.2 -. 4 6. 4 30.8 .3 6. 9 4. 1 3. 5 •5

По зап. б 33 22.7 28. 5 16. 3 8.2 1.4 2. 8 4. 2 1. 6 4. 6

Сафита Средн. 186.6 260.9 3.4 8. 3 31.3 1.4 5. 2 1. 6 3. 8 -7. 2

Сафита б 18.4 24.6 28. 6 13. 8 4 . 9 1. 9 3. 9 1. 6 3. 1

Латакия Средн. 236 255 -5 4 30 -1 9 7 3 2

Латакия б 26 20 28 9 И 1 2 2 2 5

По воет Средн. 126.7 283. 3 -1.5 2. 8 72. 1 -.3 8. 3 5. 3 7. 5 -7. 1

По воет б ' 20.8 34.5 22.3 14. 8 11.3 .5 3. 7 4. 2 о 7 3. 1

Судейда Средн. 127 235.2 1.8 -2. 7 68. 8 -.5 6. 9 1. 1 6. 3 -5. 9

Судейда б 21.7 28 19.8 14. 3 7.2 .6 3. 8 о 3 2. 9 4. 8

Камишли Средн. 124.9 314.6 6 4. 6 66.5 1 9 4". 9 8. 8 -6. 9

Камишли б 7 15.4 8.8 17. 1 10. 7 .6 3. 9 5. 5 2. 3 2. 7

Алеппо Средн. 130.3 292 -5.7 7. 3 70.7 -.6 6. 8 6. 1 6 -7. 9

Алеппо б 28.5 18. 3 34. 6 15. 5 7.5 . 3 1. 3 2 1. 4 2. 2

Хама Средн. 124.3 285 -1.2 1. 2 83.6 -. 2 10. 6 8. 9 9. 1 -7. 7

Хама б 19. 1 12 15.6 8 10. 9 .2 3. 7 9 2. 7 1. 6

Примечание. Средние суточные значения Е - парциальное давление водяного пара, Т - температура, БЕ, БТ - междусуточная изменчивость. А! - амплитуды. ?! - запаздывание фазы гаомоники по отношению к инсоляции ( в ч.).

Перечислим особенности гармоник суточного хода температуры.

выявившиеся при проведенном анализе. Амплитуда первой гармоники является самой большой и самой устойчивой характеристикой пункта. Для западных приморских станций она 3°С со стандартным отклонением немного меньше 1°С. По восточным она 7°С со стандартным отклонение немного больше Г С.

Большой интерес представляет величина и знак фазы первой гармоники. Принято считать, что сдвиг фазы суточного хода температуры составляет около - 3 часов, то есть температурный максимум наступает примерно на.три часа позже максимума инсоляции в местный полдень. Полученные результаты показывают, что первая гармоника почти точно в фазе с инсоляцией. Средняя величина фазового запаздывания по всем станциям составляет около 20 мин.

Стандартное отклонения больше - около 30 мин. По западным станциям получено некоторое опережение по фазе, по восточным запаздывание, но оба числа статистически незначимы и можно принять, что первая гармоника следует за суточным ходом' инсоляции.

Случай, когда температура воздуха почти в фазе с инсоляцией имеет место при наблюдениях над акваториями Мирового океана в тропиках и упоминался еще А.И. Воейковым . Он объяснял это тем что при наличие большого количества водяного пара в воздухе усиливается по сравнению с умеренными широтами влияние непосредственного поглощения солнечной радиации в приземном слое. Так как парциальное давление водяного пара на рассматриваемой территории сравнимо по величине с тем. которое характерно для лета умеренных широт, то трудно прямо применить аргументы Воейкова для объяснения отсутствия фазового сдвига у первой гармоники суточного хода температуры.

Амплитуда третьей гармоники по всей выборке и по обоим районам имеет одинаковое среднее значение, равное примерно 0.8°С. Это позволяет считать, что при прогнозе температуры неучет этой гармоники не приведет к возникновению ошибок, выходящих за допустимые значения ошибок прогноза. Амплитуда третьей гармоники больше в восточном районе, чем в западном, но внутри групп величины этой амплитуды меняются не существенно.

Третья гармоника запаздывает по фазе относительно третьей гармоники инсоляции примерно на 2-3 часа. Это соответствует ожидаемому из теории турбулентного теплообмена значению.

Самые неожиданные результаты относятся ко второй, полусуточной гармонике. Ее амплитуда близка к ГС в среднем, но по отдельным дням достигает 2 и даже 5°С. Пренебрежение этой гармоникой невозможно, так как она имеет принципиальное значение-для момента достижения температурой максимума и минимума. Ее амплитуда в восточном районе больше, чем в западном.

Но самое главное заключается в том. что эта волна в восточном районе и по всей выборке имеет положительный фазовый сдвиг, то есть опережает по фазе вторую гармонику суточного хода инсоляции. Опережение составляет 2-3 часа. Оно изменчиво, так что стандартное отклонение сравнимо со средним значением. но опережение по фазе стабильно. Именно фазовое опережение, свойственное второй гармонике, объясняет известные случаи, когда температура достигала максимума раньше, чем в местный полдень.

Подчеркнем, что рассматривались случаи безоблачного неба.

Возможно два объяснения этого явления. Наиболее просто связать его с влиянием суточного хода поглощенной воздухом радиации, которое зависит от влажности, имеющей хорошо выраженную полусуточную волну. Однако нельзя исключать и возможность взаимодействия малого тренда' температуры (адвекции тепла/холода) с суточной волной, в результате которого также могут образоваться опережающие сдвиги фазы.

Если считать, что тренд описывается простыми полиномами первой, второй или третьей степени, то члены полиномов с четными степенями времени будут вносить свой вклад в коэффициенты Фурье а! . Члены полиномов с нечетными степенями времени будут вносить свой вклад в коэффициенты Фурье ^. Знак вклада должен зависеть от типа тренда (рост или падение ) температуры. Таким образом появление опережающей полусуточной волны можно связать и с действием неравномерного по времени роста средней температуры.

Однако нужно учесть, что речь может идти только об адвекции за счет .местных циркуляции, так как во всем районе крупномасштабная адвекция была очень слаба.

В пятой главе рассмотрены вопросы пространственной связности гармоник и возможности создания на базе гармоник метода перехода от характеристик по одной станции к характеристикам суточного хода на других станциях однородного района. В параграфе 5.1 для однородных по условиям станций восточного района (Хама, Алеппо, Судейда и Камишли) было проведено разделение рядов на трендовую и периодическую составляющие с применением для выделение тренда скользящего осреднения с суточным периодом. Получены статистические моменты коэффициентов Фурье ( первый, второй и третий) в целях изучения их инерции и пространственных связей. Самые существенные из них приведены в таблице 2.

Четыре группы временных рядов (тренд и коэффициенты а5.Ь,,а2,Ьг) для четырех станций в однотипных климатических условиях были проанализированы на наличие единой региональной закономерности путем факторного анализа.

Первым вопросом анализа является возможность выделения малого числа общих факторов, определяющих изменчивость рассматриваемых данных. Это можно сделать. воспользовавшись методом главных компонент. Установлено, что тренд по всему району описывается однофакторной моделью с достаточной точностью.

Двухфакторное представление желательно коэффициентов Фурье второй гармоники. При двухфакторном представлении будет существовать погрешность определения коэффициента Ьг. Это означает, что при дзухфакторном представлении описание амплитуды второй гармоники будет лучше, чем описание ее фазы. Этого достаточно для

Таблица 2.Статистические характеристики параметров суточного хода температуры на станциях САР

Название Хама Алеппо Судейда Камишли

тренд Сред.арифм. Ср.кв.откл. 2ВЗ.04 11. 98 291.62 19.87 237.38 29. 29 316.19 15. 65

а1 Сред.арифм. Ср.кв.откл. 66.26 7. 76 67. 06 4.50 69.63 6.81 83.64 14.35

а2 Сред.арифм. Ср. кв. откл. 1. 56 ,5.99 9.33 7. 42 3.27 5.60

Ы Сред.арифм. Ср.кв.откл. 1. 46 7.22 5. 47 8.30 9. 73 7.76 5. 79 7. 18

Ь2 Сред.арифм. Ср. кв. откл. -1.34 6.31 -0.31 5. 36 -6. 41 3. 03 -6.23 4. 08

статистической детализации значений температуры по всем станциям района, но для прогноза момента наступления максимума нужна дополнительная информация.

Зная количество факторов, позволяющих описать изменения по пространству коэффициентов Фурье, Можно перейти к анализу факторной матрицы, представленной в таблице 3. Для пояснения применения этой таблицы приведем пример расчета главного и единственного фактора, описывающего тренд на исследуемой территории. Обозначив этот фактор Г1Тренд, и считая, что искомыми являются значения средних температур в некоторый срок на станциях восточного района (Ц- в пункте Хама, в Алеппо, Цв Судейде, ьк - в Камишли). можно получить их значения по формулам: Ц = ''срх + ^х'^тренд '0.967 ^а = ^сра + ба'Гтренд '0.991 ''с = ^срс + ^с'^тренд '0.923

Ък = Ъсрк + бк'Гтренд -0.896 , 1 = X, а,с,к. (1)

По аналогичным формулам можно вычислить амплитуды в однофакторном представлении. При двухфакторном представлении амплитуды получаются точно также, но для каждой амплитуды нужно по два фактора со своими коэффициентами.

Таблица 3. Факторные матрицы для анализа пространственного распределения параметров суточного хода температуры воздуха в САР

Пункт Однофакторное представление

тренд a.1 az bt b2

Хама Алеппо Судейда Камишли 0.967 0.927 0.881 0.896 0.728 0.991 0.905 0.785 0.912 0.759 0.923 0.897 0.884 -0.419 0.784 0.896 -0.575 0.316 -0.906 0.097

Пункт Хама Алеппо Судейда Камишли Двухфакторное представление

а,1 а, 2 а21 а,2 b,l Ь,2 ЪЛ Ьг2 0.927 -0.052 0.881 0.242 O.Ù96 0. 166 0.728 -0.293 0.905 0.218 0.785 -0.'568 ' 0.912 -0.027 0.759 -0.306 0.897 0.352 0.884 -0.070 -0.419 0.902 0.784 0.452 -0.575 0.809. 0.316 0.932 -0.906 -0.281 0.097 0.937

Поскольку при вычислении факторов используются обезразмеренные. но физически однородные по размерностям величины, факторам можно придать ясный смысл. Например, фактор тренда получается в результате суммирования температур на станциях с близкими весами. Это значит, что фактор тренда представляет собой пространственное среднее нормализованных значений температур по району.

Интерпретация как средних по району факторов для амплитуд невозможна, поскольку среди весов присутствуют разные по знаку, а если таких нет, то существенно различные по величине ( см. например, весовые коэффициенты при а! и а2 в однофакторном представления. Наличие отрицательных весов показывает, что в образовании фактора участвуют не только суммы, но и разности по пространству, то есть изменения во времени термических градиентов.

Знание факторов, определяющих общие черты распределения суточного хода температуры по району, позволяет рассмотреть временную эволюцию этих факторов. Для этого необходима информаци? о собственных векторах корреляционной матрицы, преобразованной с учетом вращения факторов. Эта информация дана в таблице 4.

Величины, помещенные в таблицу, следует применять следующик

образом. Пусть нужно определить с каким весом главный фактор при однофакторном представлении определяет конкретный день. Пусть нам известны значения ЦЛа,1с.Ък температур у земли в конкретных пунктах в этот день, а. также климатические данные о средних Таблица 4. Собственные вектора для вычисления вклада факторов пространственного распределения параметров суточного хода температуры воздуха для конкретных суток

пункт тренд а1 а2 М Ь2

Хама Алеппо Судейда Камишли О.0055 3.5730 0.1169 0.3044 0.2328 2.8140 0.1247 0.8283 0.1090 2.2740 0. 3622 1.2545 0.2806 2.6328 0.9214 0.1650 0.6371 1.7296 0.3699 1.2632

температурах в этих пунктах 1;срх. Ьсра, 1срс, (;СрК и стандартных отклонениях там бх,ба,бс,бк. Тогда вклад главного фактора для этого дня можно определить с помощью коэффициентов, помещенных в таблицу 4. Например, для нахождения величины фактора тренда в день с номером п следует применить формулу:

^тренл О.ОО55-0х+3,573О-9а+О.О11-9с+ О.ЗО44-0К . (2)

где 0! = ( ^(п) - 1;ср1) / 6Х, 1 = х.а.с.к

а индекс п обозначает дату, для которой ведется расчет.

Величины вкладов были рассчитаны для всех исследованных дней. Их изменения во времени будут рассмотрены далее. Здесь нужно остановиться на роли отдельных станций. Из формулы (2) видно, что самое большое значение для определения вклада фактора для каждого дня имеет температура на станции Алеппо. Это можно интерпретировать как признак того, что ход температуры на станции Алеппо лучше всего отражает эволюции фоновых значений температуры над исследуемой территорией. В этом смысле Алеппо является наиболее важной станцией при анализе изменений синоптической збстановки.

То же можно сказать и о роли данных на этой станции для щализа амплитуды суточного хода температуры над всей ■ерриторией. Это можно утверждать, поскольку амплитуда суточного :ода определяется в основном первой гармоникой, то есть :озффициентами Фурье а! и Ь5. Изменения главного фактора для этих

коэффициентов, как видно из таблицы 4, также зависят от значений в Алеппо. Для вычисления вклада фактора второй гармоники необходимо использовать также и данные станции Камишли.

Сказанное выше показывает, что факторный анализ гармоник суточного хода температуры позволяет выделить фоновые процессы над интересующим регионом, определить реперные метеорологические станции и дать статистическую модель распространения прогноза сопоставленного для указанных наиболее важных пунктов на остальные пункты территории, обслуживаемой синоптиком.

Общая модель восстановления конкретных параметров суточного хода температуры на станциях может быть записана для однофакторной модели в виде;

Уик(1) = Утк + бтк- атк• МП , (3)

а для двухфакторной модели в виде

Увк(Ь) = ^к + бтк-( а1вк- Г1В(0 + а2гаК- ?гш(1) ) . (4)

Здесь надчеркиванием показано, что берется среднее значение величины Уи. б - обозначает среднее квадратическое (стандартное) отклонение величины Уга, индекс к обозначает станцию и в дальнейшем принимает значения К = Хама, Алеппо, Судейда, Камишли. Обозначение Утк меняется в зависимости от ш: У1к- тренд на станции к. У2к- коэффициент а! на этой станции, УЭк- коэффициент £>!, У4к- коэффициент а2, У5к- коэффициент Ь2. Через Гт(1) обозначен меняющийся каждый день общий фактор для вычисления Ут по однофакторной модели ( первый и второй факторы двухфакторной модели показаны соответствующими индексами), а через атк-нагрузки этого фактора и для станции с индексом к. В дальнейшем для отработки методики основное внимание будет уделено однофакторной модели.

Изменения параметров суточного хода температуры со временем, зависящее от синоптических процессов, происходящих над всей рассматриваемой территорией, описывается меняющимся во времени Фактором ГтЦ) ( для двух факторной модели - Г^Ш, Г2га(Ь)). По смыслу Гп(и подобен некоторому взвешенному среднему значению характеристики Ут по площади района. Для рассматриваемых станций он рассчитан по формуле (2) и оказался близок к нормализованному

значению скользящей средней суточной температуре на станции Алеппо.

Сначала рассмотрены возможности разработки зкстраполяционных прогнозов на основе инерционности коэффициентов фурье. На рис. 2 автокорреляционные функции времени главного фактора для каждого коэффициента Фурье. Максимальная средняя квадратическая ошибка расчета значений корреляционной функции составляет около 0.3 и достигается тогда, когда само вычисляемое значение убывает до 0.5. Автокорреляционная функция главного фактора коэффициента Ьг быстро убывает и ограничивает заблаговременность зкстраполяционных прогнозов шестью часами. Если амплитуды прогнозируются на шесть часов вперед, то восстановленный суточный ход будет известен на 18 часов вперед. Это полезно, но не достаточно.

Выяснен вопрос, какую информацию о факторах, влияющих на гармоники суточного хода можно получить, зная тренд. В качестве методики анализа была избрана методика получения кросскорреляционных функции времени. Они показаны на рис.3. Оказалось, что факторы, полученные для коэффициентов Фурье первой гармоники очень сильно коррелированы. Для однофакторной модели коэффициент корреляции между Ь, и а1 равен 0.91+0.03. Это означает, что фаза первой гармоники практически постоянна.

Обращает на себя внимание, во-первых, то что для разных коэффициентов Фурье знак корреляции их с трендом различен, а во-вторых, что экстремальные значения корреляционных функций для разных коэффициентов приходятся на разные сдвиги по времени, но все эти сдвиги положительны, то есть влияющие значения тренда предшествуют.

На рис.3 показано, что коэффициенты первой гармоники (на. рисунке представлен только один из двух близких) синхронно и положительно связаны с трендом. Коэффициенты а2 и Ь2 связаны с трендом несинхронными связями. Получены уравнения линейной зегрессии:

ах Ц) = 0. 93-хи)

а2 (и =- 0. 87-ХЦ-20) - 0. 14 .

ЬгЦ) =- 0.72-хи-32) . (5)

здесь через хШ обозначено значение тренда в момент Ь.

Значения автокорреляционных функций факторов параметров суточного хода температуры (Однофакторная цодель)

t.nac

-Тренд •— al •• »Я Ы -а-ьг

рис. 2

Корреляционные функции факторов и тренда по времени однофакторный вариант

- ■

- --V» \ ✓ > S / У 1

" - - - ^ __

-49 -40 -32 -24 -J6 -В Q 3 lfi 24 32 40 4Э

t. [ч]

-al --&2 ■ Ь2

рис. 3

Наличие синхронных и запаздывающих связей главных факторов коэффициентов Фурье с трендом позволяет надеяться, что возможно использование метода модельной статистики для прогноза суточного хода температуры по всему району. Если методом модельной статистики удастся хорошо прогнозировать среднюю суточную температуру у земли в рассматриваемом районе (это будет прогноз тренда), то можно будет прогнозировать как факторы для коэффициентов суточной температурной волны, так и факторы для коэффициентов полусуточной волны. Это даст возможность определять не только амплитуду колебаний температуры за сутки, но и оценивать ожидаемый момент наступления максимальной температуры.

В параграфе 5.3 сделана сводка • формул возможной методики прогноза температуры по станциям САР и приведен пример расчета. Поскольку данные численных прогнозов отсутствовали. для исследованного восточного района САР фактор температурного фона может" быть получен по средней суточной температуре Алеппо по Формуле

f(t) = 0.498-Чалеппо(t) - 14.5 (6)

Затем с учетом асинхронных связей факторных коэффициентов с амплитудами гармоник получаем из общего представления суточного хода температуры в виде суммы двух гармоник прогностическую формулу для ежечасных значений температуры в некотором пункте в виде суммы климатической и синоптической частей:

4(t) = Ткл1 (t) * Tnpl(t) .

Ткл1(1) = Тср1 + au-cos(Jt/12-1) + Ь, t-sin(J£/12-1) + + a21 -cosU/e-t)+b21 -sin(ft/6-1)

Tnpl(t) = f(t)-(6Tl- сtT1 + 0.93 • (6a ! ! • otall- cos(Jt/12-1) +

+ 6a21 • aa21 -з1п(л:/12-1) ) ) -( (0.87• f ( t-20)-0.14) ■ 6a21 ' aa21-cos(3i/6-1) -0. 72- f ( t-32) • 6b2 ! • ctb21- sin(Я/6 ■ t) ) . . (7)

Первое слагаемое Ткл1Ш равенство соответствуют климатическому суточному ходу при безоблачном небе. Второе слагаемое Tnpl(t) позволяет учесть вариаций суточной температурной волны под влиянием синоптической ситуации, трансформируемой данной местностью (слагаемое, пропорциональное f(t)) и вариацией полусуточной волны. в Приведены оценки погрешности метода по имевшимся материалам.

Абсолютные значения погрешностей превышают 1.5°С только в одном случае из 28, а обычно меньше 0.5°С. Относительные погрешности вычислялись по отношению к абсолютной величине каждой амплитуды. Для тренда они очень малы, для амплитуд суточного хода они подходят ( в одном случае близки к 30% ). Для амплитуды полусуточной волны ошибки описания однофакторной моделью являются существенными. Однако интересно,. что самые грубые ошибки оценки коэффициентов Фурье приходятся на те случаи, когда погрешности описания тренда также являются самыми большими. Результаты оценки показывают, что метод принципиально верен, хотя и следует провести работы по учету двухфакторного представления и привлечь больше материала при отработке конкретных методик.

В Заключении приведены основные результаты и выводы, полученные в работе:

1) Выяснено, что для представления суточного хода температуры воздуха у земли при безоблачном небе на территории САР с погрешностью менее 0.5°С достаточно следить только за амплитудами первых двух гармоник - суточной и полусуточной. Именно для них характерны устойчивые и физически объяснимые пространственные и временные связи.

2) Путем сравнения восстановленного по трем гармоникам суточного хода температуры с данными наблюдений, по которым эти гармоники получены можно успешно проводить контроль текущей метеорологической информации.

3) Наибольшие погрешности двух и трехмодального представления суточного хода температуры можно ожидать в предутренние часы, то есть допустимы местные уточнения прогноза момента и значения минимальной температуры, но пределы уточнения ограничиваются 1-2°С.

4) Роль полусуточной температурной волны проявляется в

асимметрии стадии нагрева и охлаждения. Фаза второй гармоники дает информацию о форме суточного хода (пологая или острая) и о сдвиге моментов экстремальных температур относительно суточного хода инсоляции.

5) Амплитуда полусуточной гармоники близка к ГС в среднем, но по отдельным дням достигает 2 и даже 5° С. Она амплитуда существенно различается в восточном и западном районе.

6) Вторая гармоника по всей выборке имеет положительный фазовый сдвиг, то есть на 2-3 часа опережает по фазе вторую гармонику суточного хода инсоляции. Опережение меняется в широких пределах и объясняет известные случаи, когда температура достигала максимума раньше, чем в местный полдень. Для объяснения фазового опережения второй гармоники можно привлечь либо . зависимость поглощения солнечной радиации водяным паром, парциальное давление которого имеет выраженную полусуточную периодичность, либо наличие локальной термической адвекции за счет горно-долинных ветров, либо наличием температурного тренда по всему региону.

7) Анализ корреляционной матрицы скользящих значений тренда и коэффициентов Фурье методом главных компонент показал, что тренд по всему району описывается однофакторной моделью с высокой точностью. Двухфакторное представление желательно для коэффициентов Фурье.

3) Поскольку при использовании результатов численного прогноза для территории САР можно получить для всей территории только одно фоновое значение приземной температуры и этого будет достаточно только для оцеьки одного общего фактора (тренда), то для статистической детализации прогноза амплитуд по всем станциям района следует использовать в качестве первого приближения. однофакторное представление.

9) Поскольку при вычислении факторов используются обезразмеренные, но физически и по размерностям однородные величины, факторам можно придать ясный смысл. Например, фактор тренда представляет , собой пространственное среднее нормализованных значений температур по району. Наличие отрицательных весов показывает, что что влияние • на амплитуды суточного хода в районе даже в условиях безоблачного неба оказывают изменения во времени горизонтальных' термических градиентов.

10) Самое большое значение для определения вклада фактора для каждого дня имеет температура на станции Алеппо. Это можно интерпретировать как признак того, что ход температуры на станции Алеппо лучше всего отражает эволюции фоновых значений температуры над исследуемой территорией. В этом смысле Алеппо является реперной станцией при анализе и для прогноза изменений синоптической обстановки в восточном районе САР. Вероятно для каждого района можно найти аналогичную станцию

И) Изучение временной изменчивости факторов, показывает, что экстраполяционные прогнозы статистическими методами могут быть полезными для тренда и коэффициентов а^ и аг при заблаговременное™ до 6 часов, то есть для температуры на 12-18 часов. Наличие синхронных и запаздывающих связей главных факторов коэффициентов Фурье с трендом позволяет надеяться, что возможно использование метода модельной статистики для прогноза суточного хода температуры на реперных станциях с большими заблаговременностями.

12) На основе проведенных исследований выявляется возможность получить прогноз по восточному району району САР на основе следующей методики: а) методом модельной статистики дать прогноз средней температуры у земли на станции Алеппо ( можно и прямо получать первый главный фактор), б) используя синхронные связи средней температуры с главным фактором можно получить прогнозы средней температуры по любому пункту района, в) используя запаздывающие связи и ранее полученные значения температуры в Алеппо (или прошлые значения главного фактора средней температуры) можно получить значения главных факторов коэффициентов первой и второй гармоники суточного хода температуры в интересующем пункте, г) используя суммирование гармоник с полученными амплитудами можно восстановить суточный ход температуры на любой станции, связанной с реперной.

—......... ЛР№ 020309 от 30.12.96_

Подписано в печать 23.11.98. Формггг 60x90 1/16 _Объем 1,4 п..л., Тир. 100 Зак. 7_

195196, СПб, Шлоохпшааш пр. 98. РГГМУ

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Аби Шифа Хусам, Санкт-Петербург

Министерство Общего и Профессионального Образования РФ Российский Государственный Гидрометеорологический Университет

На правах рукописи УДК 551.509.323(569.1)

АБИ ШИФА ХУСАМ

МЕТОД УЧЕТА ОСОБЕННОСТЕЙ СУТОЧНОГО ХОДА В ПРОГНОЗЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ПО ТЕРИТОРИИ САР

11.00.09- метеорология, климатология и агрометеорология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук,

доцент И.Н. Русин

Санкт-Петербург 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.........................................................4

1. Физико-географические и климатические особенности Сирийской Арабской Республики....................................8

1.1. Рельеф и подстилающая поверхность в САР.....................8

1.2. Общая характеристика климата САР...........................13

1.3. Синоптические процессы и погода в САР......................14

2.Современные представления о суточном ходе

метеорологических характеристик.................................18

2.1. Суточный ход высоты солнца и инсоляции.....................18

2.2. Суточный ход метеорологических элементов

непосредственно связанных с инсоляцией..........................23

2.2.1. Суточный ход прямой радиации.............................24

2.2.2. Суточный ход рассеянной радиации.........................26

2.2.3. Суточный ход суммарной радиации..........................28

2.3 Суточный ход облачности...................................30

2.4. Суточный ход температуры..................................32

2.4.1. Приземная температура....................................32

2.4. 2. Изменение -суточного хода температуры с высотой...........34

2.5. Суточный ход метеорологических элементов, косвенно связанных с инсоляцией..........................................36

2.5.1. Суточный ход коэффициента турбулентности.................36

2.5.2. Суточный ход скорости ветра..............................38

2.5.3. Суточный^ход составляющих теплового баланса..............40

2.5.3.1. Суточный ход турбулентного потока тепла...............41

2.5.3.2. Суточный ход затрат тепла на испарения.................42

2.5.3.3. Суточный ход характеристик влажности...................43

3. Методы и результаты теоретических исследований

суточной периодичности..........................................46

3.1. Методы описания формы суточного хода температуры, применяемые в синоптической метеорологии........................46

3.2. Краткий обзор результатов развития теоретического описания суточного хода.........................................49

4. Методика и результаты гармонического анализа

наблюдений за температурой воздуха в САР........................53

4.1. Методика гармонического анализа временных рядов.............53

4.2.Гармонический синтез графиков суточного хода температуры.... 56

4. 3. Представление гармониками суточного хода над САР............67

4.4. Свойста гармоник суточного хода температуры над САР.........72

5. Использование гармонического представления суточного хода

для разработки метода прогноза температуры по району............84

5.1.Пространственная связность гармоник суточного хода

температуры над САР.............................................84

5.2.Закономерности эволюции гармоник суточного хода температуры.....................................................93

5.3.Статистическое распространение амплитуд для разработки

прогноза суточного хода температуры по району..................106

Заключение.....................................................115

Литература.....................................................124

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Правительство САР поощряет научные работы в области метеорологического прогнозирования, особенно, направленные на изучение возможности искусственного стимулирования осадков. Эти работы очень важны для развития сельского хозяйства в условиях засушливого климата страны. В связи с этим, а также с растущими потребностями авиации и транспорта возрастает и необходимость в качественном прогнозе условий развития конвекции на территории САР.

В настоящее время метеорологическая служба САР не располагает специальными методами для прогноза конвективных явлений для всей территории страны. Однако установлено [29], что для прогнозов в отдельном пункте можно применять методы, разработанных в России. Для этих методов прогноза конвективных явлений основой является прогноз максимальной температуры. Этот прогноз осуществляется в САР только для отдельных крупных аэропортов. Поэтому возникает задача изучения особенностей суточного хода температуры на территории САР в целях получения выводов, необходимых для разработки методики прогноза суточного хода температуры для всей территории САР.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследования состоит в обобщении данных ежечасных наблюдений, проводимых в аэропортах и на крупных метеорологических станциях САР для выработки основ методики восполнения недостающей информации об ожидаемом суточном ходе температуры и конвективных явлений в любой географической точке страны. Для этого необходимо было решить следующие задачи: 1) собрать данные о ежечасных значениях температур и других метеорологических величин, наблюдаемых в САР, проконтролировать и

превратить их в числовые массивы, доступные для компьютерного анализа; 2) выработать подход, позволяющий на основе малого числа существенных параметров описать закономерности временной и пространственной эволюции метеорологических величин внутри суток; 3) используя выбранный подход проанализировать особенности суточных изменений метеорологических характеристик над САР; 4) разработать концепцию для прогноза суточного хода температуры по территории.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Существует необходимость разработать подход, позволяющий организовать систематическую обработку наблюдений на метеостанциях САР в целях выявления для каждого климатического района реперных станций, наиболее тесно связанных по закономерностям суточного хода температуры с характеристиками синоптической ситуации, доступными по результатам численного прогнозирования и передаваемыми из Региональных центров в коде GRID.

После выявления реперных станций необходимо найти способ получать локальные прогнозы суточного хода температуры для любой из интересующих станций. Это создаст основу для применения методов прогноза опасных конвективных явлений по территории САР. Примененный в работе подход может рассматриваться как основа для создания требуемых на практике методик.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Помимо прикладной важности■изучения особенностей суточного хода температуры для территории САР, существует и общая метеорологическая значимость установления закономерностей распределения характеристик суточного хода температуры по территории. Действительно, в метеорологических исследованиях обычно рассматривают только два параметра суточного

хода температуры - максимальную и минимальную температуры, оставляя вне исследований форму кривой суточного хода.

Но сейчас существует большое количество метеорологических станций, на которых регистрация метеоэлементов производится через час и даже через полчаса. Наличие массивов таких данных открывает возможность ответа на вопрос, какова же форма суточного хода температуры, какими параметрами эта форма описывается достаточно полно и как эти параметры меняются по площади и зависят от синоптической ситуации.

Изучение особенностей горизонтальной изменчивости формы суточного хода по району может расширить возможности статистической интерпретации данных численных прогнозов на основе MOS, который в обычном варианте позволяет получить оценки только для тех пунктов, по которым имеются архивные данные. Кроме того детальные исследования формы суточного хода помогают сформулировать новые вопросы для углубления метеорологических знаний о нестационарных процессах в пограничном слое атмосферы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В первой главе приводятся сведения о географических и климатических особенностях САР, основанные на новейших метеорологических данных, полученных метеорологами САР. Во второй главе приведен обзор физических представлений с суточном ходе метеорологических элементов. В третьей главе рассмотрены теоретические модели суточного хода температуры у земной поверхности и возможные следствия из принимаемых предпосылок. В четвертой главе представлены полученные методом гармонического анализа результаты исследований суточного хода температуры, по отдельным станциям САР. В пятой главе приведень: результаты анализа пространственных связей гармоник суточногс

хода и предложения по методике распространения суточного хода температуры воздуха реперной станции на другие станции региона. В заключении перечислены основные выводы и возможные перспективы работы.

Диссертация содержит 131 страницу машинописного текста, включая 12 рисунков и 15 таблиц.

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИРИЙСКОЙ АРАБСКОЙ РЕСПУБЛИКИ.

1.1. Рельеф и подстилающая поверхность САР.

. Сирийская Арабская республика (САР) расположена в юго-западной части Азиатского континента и входит в группу арабских стран и стран Среднего Востока. Она занимает небольшую территорию, которая находится между 32°19'Ы и 37°20'И и между 35° 43' и 42°25' в.д., т.е. расположена в субтропических широтах. С востока с САР граничит Ирак, с юга - Иордания и Ирак, с севера -Турция и с запада - Ливан. На западе она омывается водами Средиземного моря [67,71].

Сирия расположена в западной части Азиатского материка, ее территория лежит на перекрестке международных дорог, связывающих Западную Азию со странами Африки и Средиземноморского бассейна, дает удобный выход к морю для Ирака и Иордании.

Сирийское побережье имеет плавное очертание, мало изрезанное, без заливов, в основном песчаное. Параллельно побережью тянутся цепи гор: западная и восточная . Западная цепь начинается с горы Амонос на севере, дальше к югу гора Аль-Акраа, Латкийские и _Западно-Ливанские горы, заключают эту горную цепь гора Аль-Джалил, высотой 1000- 1500 м. Восточная цепь гор по высоте и длине меньше, чем западная, на севере она начинается с горы Аль-Курд, далее к югу Аль-Зауия и Восточно-Ливанские горы, которые заканчиваются горой Аль-Шейх (2000-2500 м). Всю цепь завершает гора Ажлун (3500 м).

От восточной цепи отделяются некоторые горы и возвышенности

- гора Аль-Каламун, Южно-Тадмуртские горы и Джоланская возвышенность. Внутри страны есть изолированные горы, такие как Северо-Тадмуртские, Абдуль-Азиз и Аль-Араб (около 1000 м). Между горами располагаются равнинные территории, такие как Сирийские полупустыни, которые охватывают северо-восточную и юго-восточную части страны.

. Большая часть поверхности Сирии - возвышенное плато с наклоном с северо-запада на юго-восток. Его высота колеблется от 200 до 700 м. Структуру плато слагают главным образом меловые и третичные осадочные породы. Географически и геологически эта территория представляет одно целое с территорией Ливана и ряда других государств, прилегающих к ней, и может быть разделена на четыре основные зоны: 1) горные массивы на западе с продольной впадиной между ними; 2) Средиземноморское побережье; 3) внутренние равнинные районы; 4) Сирийская пустыня.

Западная окраина плато окаймлена двумя полосами горных массивов, простирающихся вдоль побережья с севера на юг и разделенных продольным понижением, по которому протекает река Эль-Аси (Оронт). Склоны массивов круто падают к продольному понижению и более пологи в сторону моря и на восток. Западную полосу образуют идущие с территории Турции горы Акра (Плешивые горы, получившие свое название из-за оголенности вершин) и хребет Ансария, через^которые проложены автодороги Халеб (Алеппо) Латакия, Хама - Банияс. Их продолжением в Ливане является массив Ливан (3089 м). Восточнее проходят горы Эль-Акрад, Семан, Харим, Эз-Завия (877 м). Восточную полосу образует массив Антиливан, наиболее высокие вершины которого - Талаат-Муса (более 2600 м) и Хермон, или Джебель-эш-Шейх (2814 м). Для горных массивов на западе характерны карстовые формы рельефа: впадины, воронки,

- 10 -

пещеры, большое число подземных речек и источников.

Продольная полоса представляет собой цепь грабенов, известняковых возвышенностей, перемежающихся плодородными, в прошлом заболоченными низменностями. Это так называемый Сирийский грабен, разделяющийся на грабены Бека на юге и ЭльГаб на севере. Наиболее плодородные низменности - Эр-Рудж и Эль-Габ. Последняя расположена в долине Оронта, между горами Ансария и Эз-Завия.

Между Средиземным морем и хребтом Ансария протянулась с севера на юг узкая приморская низменность шириной от 20 до 30 км, разделенная мысами отрогов массива на несколько небольших равнин: Латакийскую, Джебла-Баниясскую, Тартус-Хамидийскую и Аккар. Для структуры равнины типичны осадочные породы третичного периода.

Рельеф большей части внутренних районов Центральной Сирии -равнины с отдельными невысокими горными массивами. На крайнем юге у границы с Иорданией расположены горы Джебельэд-Друз (высшая точка - 1803 м). Они состоят из туфовых и базальтовых плато. Джебель-эд-Друз - в прошлом активная в вулканическом отношении область. На восток от Хомса до Дейр -эз-Зора протянулись Джебель-Тадмор, которые образуются горами Джебель-Бельяс, Шаар, Джебель-Буэйда и Эль-Башри. Северо-восточную часть Сирии составляет плато Джазира (с долиной Евфрата), наиболее возвышенная часть которого - горы Абд-эль-Азиз. Это один из крупных хлопководческих районов Сирии.

Около 1/6 территории страны занимает волнообразное Алеппское плато, сложенное из известняков. Горная местность районов Хомса, Хамы, Дамаска перемежается впадинами и низменностями, наиболее значительная из которых - район Гуты в Дамаске, питающийся водами рек Барада и Эль-Авадж. Между Джебель-Араб и Хермоном расположены Голанские высоты, оккупированные Израилем в июне 1967 г.

Юго-восточную часть Сирии составляет Сирийская пустыня, продолжающаяся на территории Иордании, Ирака и Саудовской Аравии,. Сирийская пустыня - плато с однообразным ландшафтом, его высота -500-800 м, в отдельных точках - до 1000 м. Оно сложено преимущественно известняками и лавовыми породами. Пустыня изрезана небольшими сухими долинами, заканчивающимися в плоских впадинах. У северной границы пустыни расположен оазис Пальмира, обрамленный невысокими горами. Все описанные части рельефа видны на рис.1.

датй Lupuùcuoù ШШ гашиш

1.2. Общая характеристика климата САР.

Климат САР формируется под влиянием географического расположения, рельефа, метеорологических условий (типов и направления движения воздушных масс и синоптических вихрей,общей циркуляции атмосферы ) [2,27,32,40,49,69].

Территория САР, в основном, находится под воздействием средиземноморского климата. Расположение САР вблизи субтропиков и выход к Средиземному морю ставят ее в разряд сухих и полусухих районов, которые служат разделом между воздушными течениями умеренных широт и системой движений в субтропических антициклонах с их нисходящими потоками тропического сухого воздуха [46,49,62].

Отличительная особенность средиземноморского климата контраст между сухим теплым летом и дождливой зимой с неустойчивой погодой. Очень лаконичную, но полную характеристику средиземноморского климата дал А.И.Воейков [21: "умеренная теплая зима, средняя температура января 5-18 С, отсутствие сильных морозов вследствие защиты гор, теплое лето, средняя температура июля 23-28 С, годовая амплитуда от 11 до 20 С, малая облачность, особенно в летнее полугодие".

Побережье и западные горные массивы САР находятся под прямым воздействием Средиземноморского климата, а остальная часть страны зависит от него косвенно. Расположение прибрежных гор почти под прямым углом к преобладающим западным потокам, наличие барьера из гор на севере страны и доступные сильным ветровым воздействиям южная и восточная территории - все это формирует в САР переходную климатическую зону от морского к континентальному климату.

Вследствие этого на территории САР количество осадков

увеличивается в направлении от Средиземного моря к прибрежным горным массивам и убывает при дальнейшем движении вглубь страны, а также с северо-востока к центру территории.

Распределение температуры имеет обратную картину: убывание от берега Средиземного моря к горному массиву и вновь увеличение к центральной части страны. С увеличением высоты относительно уровня моря убывает температура и уменьшаются температурные контрасты, а количество осадков, наоборот, увеличивается, так как влажные воздушные массы, приходящие со Средиземного моря, поднимаются по склонам. На наветренных склонах осадков выпадает больше, чем на подветренных.

Климат Сирии за последнее десятилетие интенсивно изучался в работах метеорологов [29]. Достижения в области климатологии привели к созданию Климатического Атласа Сирии [83], на основе которого можно дать количественное описание климатических условий.

Однако не все собранные метеорологами сведения пока обобщены и о