Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Особенности формирования климата Йеменской Республики

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Берейя Аднан Саид Мохамед, Санкт-Петербург

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Российский государственный гидрометеорологический университет

(РГТМУ)

На правах рукописи УДК 551.582 (533)

Берейя Аднан Сайд Мохамед

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КЛИМАТА ЙЕМЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Специальность 11.00.09.-"Метеорология, климатология, агрометеорология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель:

доктор географических наук К.В.Кондратович

Санкт-Петербург 1999

Содержание

Введение 3

1. Физико-географические условия формирования климата в районе Аравийского полуострова 5

1.1. Особенности географического положения Аравийского полуострова 5

1.2. Солнечная радиация и колебания прозрачности атмосферы 10

1.3. Атмосферная циркуляция 19

2. Многолетние изменения климата в районе Ближнего Востока и Аравийского полуострова 39

2.1. Изменения климата в историческую эпоху 39

2.2. Температурный режим в период инструментальных измерений 45

2.3. Атмосферные осадки и испарения 53

3. Сопоставление характеристик макропогоды Йемена с внешними факторами 66

3.1. Азорский центр действия атмосферы и воздушные переносы над Аравийским полуостровом 66

3.2. Квазидвухлетний цикл стратосферных переносов 81

3.3. Южное колебание и явление Эль-Нино 85

3.4. Солнечная активность 96

4. Метеорологические и климатические особенности районов перспективного строительства аэродромов (Мираб и Масила) 104

4.1. Физико-географическая характеристика района Мираб и Масила 104

4.2. Особенности климатической информации, необходимой для строительства и эксплуатации аэродромов 107

4.3. Анализ климатических данных исследуемого региона 109 Заключение 120 Список использованных источников 123 Приложение 129

ВВЕДЕНИЕ

Современные изменения климата являются объектом многочисленных исследований, которые проводятся по национальным и международным программам. Центральное место в этих исследованиях занимают модели и сценарии антропогенного нарастания концентрации парниковых газов и глобального потепления. Согласно положениям соответствущих гипотез, парниковый эффект в тропической зоне относительно невелик и главное значение могут иметь изменения интенсивности и локализации основных звеньев общей циркуляции атмосферы, определяющих режим увлажнения.

Для каждого государства желательно использовать материалы инструментальных метеорологических наблюдений для анализа фактически происходящих региональных климатических событий и выявления влияющих на эти события факторов.

Йеменская республика находится на юге Аравийского полуострова, климат которого определяется мощным приходом солнечной радиации и преобладанием антициклонических процессов, вследствие чего атмосферные осадки невелики и дефицит увлажнения является типичным и почти постоянным. Однако в отдельные месяцы и годы происходят изменения атмосферных процессов и выпадают необычные для этого района месячные суммы осадков. Как правило, эти экстремальные осадки выпадают в течение нескольких дней и могут возникать наводнения, являющиеся стихийным бедствием.

Другим вопросом, представляющим практический интерес, является оценка климатических условий развития сети аэродромов на территории Йемена, где автомобильные и железные дороги явно недостаточны для обеспечения экономического развития внутренних районов Йемена. Расширение аэродромной сети актуально для включения в социально-экономическое развитие удаленных от моря районов.

Диссертационная работа посвящена исследованиям климата в двух вышеуказанных направлениях, в ее содержание входят 4 основных раздела, заключение, список литературы, включающий 66 наименований.

В первом разделе рассмотрены физико-географические условия формирования климата Аравийского полуострова. Особое внимание уделяется приходу солнечной радиации и ее возможных изменений, связанных с колебаниями прозрачности атмосферы.

В зимний период активизация средиземноморского очага циклонической деятельности и влияние циркуляционных процессов умеренной зоны сказывается на формировании погоды северных районов Аравийского полуострова. Наряду с описанием особенностей циркуляции на территории Йемена рассмотрен вопрос о зависимости региональных процессов от Северо-Атлантического и Восточно-Атлантического колебаний.

Во втором разделе наряду с анализом многолетнего ряда температурных наблюдений в Адене рассмотрены реферативные данные о значительных изменениях климата в долине Нила, в районах Ближнего Востока и Индии. В течение нескольких тысяч лет развитие цивилизации пришло в упадок из-за существенного изменения режима увлажнения и аридизации районов сельскохозяйственного производства.

Месячные значения температуры воздуха в Адене и в точках сетки "грид" ранжированы с выделением 5 равновероятных градаций. Каталоги градаций температуры использованы для оценки сопряженности с фазами квазидвухлетнего цикла стратосферной циркуляции, индексами зональной и меридиональной циркуляции умеренной зоны, солнечной активности. Эпизодические экстремальные осадки в Адене сопоставлены с формами циркуляции Вангенгейма, с явлением Эль-Нино, с солнечной активностью.

В четвертом разделе рассмотрены вопросы климатических условий расширения аэродромной сети Йемена. В заключении сформулированы основные результаты исследования.

1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КЛИМАТА В РАЙОНЕ АРАВИЙСКОГО ПОЛУОСТРОВА

1.1. Особенности географического положения Аравийского полуострова

Аравийский полуостров находится в тропической зоне и является субконтинентом, где максимальный на Земле приход солнечной радиации формирует аридный климат. Зимой на климат полуострова оказывает влияние область повышенного давления, летом - муссонная циркуляция бассейна Индийского океана.

На севере полуострова и в странах Ближнего Востока сказывается зимнее усиление средиземноморского очага циклонической деятельности и западного переноса умеренных широт.

Режим увлажнения в тропических странах определяется, главным образом, направлением и интенсивностью воздушных переносов и особенностями рельефа /28/. Осадки выпадают в основном на наветренных склонах горных систем. Соседство с относительно холодной морской поверхностью акцентирует нисходящие движения и усиливает аридизацию климата.

Рассмотрим особенности физико-географического положения Аравийского полуострова, прихода солнечной радиации и сезонные изменения атмосферной циркуляции, оказывающие определяющее влияние на климат Йеменской республики.

Аравийский полуостров занимает площадь около 3 млн км2 и омывается на западе водами Красного моря, на юге - Аденского залива и Аравийского моря, на востоке - Оманского и Персидского заливов. Берега полуострова слабо расчленены. Аравийский полуостров составляет северо-восточную часть древней Африко-Аравийской платформы. На западе и в центре Аравийского полуострова на по-

верхность выходят кристалические и метаморфические породы протерозоя Ну-бийско-Аравийского щита, на крайнем юго-западе - породы Аравийско-Аденско-Сомалийского щита, по линиям молодых разломов произошли излияния базальтов, на юго-западе возникли вулканические конусы вдоль сбросовых уступов к Красному морю. Длительный процесс сглаживания щитов, сложенных кристали-ческими и метаморфическими породами, создал на юго-западе полуострова рельеф поднятых до 180 -2300 м цокольных плоскогорий и плато. Восточная часть Аравийского полуострова является плитой платформы, в которой породы фундамента погружаются под осадочный чехол. Здесь расположены наиболее низкие районы, отметками высот менее 200 м. В центре Аравийского полуострова породы чехла обрамляют Нубийско-Аравийский щит в виде уступов протяженностью более 1200 км, здесь широко развиты массивы незакрепленных песков (пустыни Руб-эль-Хали, Дехна, на севере Большой Невуд с песками и довольно обширными каменистыми площадками). Южное обрамление Аравийского - высоко поднятое ( до 2469 м) пластовое плато Хадрамаут, пересеченное многочисленными глубокими сухими долинами. Вдоль западного берега Красного моря - узкая полоса пустыни с солончаками, песками и щебнем (южная часть ее носит название Тихама /2, 4/).

На юге полуострова - красно-бурые почвы. В центральном районе и на севере господствуют сероземы, серо-бурые и бурые почвы. Горные почвы - красно-бурые, на вулканических породах - темноцветные.

Йеменская республика расположена между 13-17° с.ш. и 43-50° в.д. на южном побережье Аравийского субконтинента. Граничит с Саудовской Аравией (на севере) и с Османом (на востоке). На западе омывается Красным морем, на юге Аденским заливом. Йемен занимает площадь около 500 00 км2, население 14 миллионов (1986) жителей, столица - Сана (рис. 1.1).

Страна разделяется на 15 областей, крупнейшие из них - Аден, Таиз, Аль-Ходейда, Хадрамут.

Географическая карта Йеменской республики /60/

Рис. 1.1

В республике есть два международных аэропорта - Сана и Аден. Кроме того, три аэропорта, связанные со странами Персидского залива: Таиз (юг), Эрриян (юго-восток) и Аль-Ходейда (запад). Внутренние линии обеспечивают аэропорты: Тамуд, Аль-Гандя, Сокотра и Камаран. Два последних находятся на островах. Имеются два основных международных морских порта: Аден и Аль-Ходейда и два небольших порта, связывающих различные регионы страны: Аль-Моха и Аль-Мукалла.

Йеменская республика располагается в самой гористой части Аравийского полуострова. Две трети ее территории - сильно пересеченная горная страна, особенно юго-западная часть. Здесь много потухших вулканов, наиболее высокая вершина - г. Эн-Наби-Шаиб (3600 м). В восточной части (Шарки) плато понижается резко выраженными уступами и переходит в пустыню Руб-эль-Хали. Вдоль побережья Красного моря, полосой в 50-60 км простирается низменность Тихама, центральная часть которой возделана и густо заселена, а прибрежная часть - песчаная и солончаковая пустыня. На востоке Йеменской республики преобладают пластовые возвышенности высотой до 1000 м. Горы почти всюду обрываются к прибрежной равнине Персидского залива шириной до 50 км местами разделенной возвышенности, потухшими вулканами.

Для территории Йемена, как и для всего Аравийского полуострова характерен малый сток воды в окружающие моря, редкая сеть рек и озер. Постоянные водотоки Аравийского полуострова находятся на территории Йемена: Масила, Хувайра, Тибан. Вади (сухие долины пересыхающих рек) пересекают полуостров в соответствии с общим наклоном поверхности с запада на восток, большая часть их слепо оканчивается в песках пустынь. Большое значение имеют подземные воды, карстовые источники в центральной части района Неджд. Выходы обильных источников на побережье Персидского залива (Эль-Хаса) связаны с карстовыми самоизливающимися водами. Недостаток пресной воды вызывает необходимость

строительства в нефтедобывающих районах крупных опреснительных установок /60/.

Почвы преимущественно красно-бурые горные, пустынные, частично засоленные. Йеменская республика имеет три типа почв: в пустынях и полупустынях -бурые и сероземы, в степях - различные виды засоленных почв (солончаки). В южной части, если горы расположены в зоне пустыни, на подножиях развиты сероземы, в северной части, где местность выше, всиречаются каштановые почвы и черноземы.

Большая часть гор на юге страны не имеет растительности. В предгорных местах возделывается пшеница, ячмень, кукуруза, выращивается овощи. В некоторых районах распространены кофе, хлопчатник, табак (главная экспортная культура). Финиковая пальма произрастает на севере страны.

Физико-географические особенности расположения Аравийского полуострова, в том числе и объекта исследования (Республика Йемен) таковы, что в этих условиях создался весьма своеобразный климатический режим. Это своеобразие связано с тем, что с севера и северо-востока рассматриваемую территорию окружают высокие Гималайские горы, Тибет, Кавказ, которые являются природным щитом на пути арктического и умеренных широт воздуха, а на юге расположены горы собственно Аравийского полуострова, препятствующие проникновению влажного воздуха /5, 6/.

1.2. Солнечная радиация и колебания прозрачности атмосферы

Приход солнечной радиации в первую очередь определяется географической широтой, вследствие чего ее распределение имеет, в основном, зональный характер. В районе Йемена полуденная высота Солнца в зависимости от сезона меняется от 66,5° до 90°.

Анализ пиргелиометрических наблюдений, выполненный К.Хансоном /56/, показывает, что в среднем за год больше всего тепла приходит в северное полушарие в широтном поясе 15-20° с.ш. Приход солнечной радиации на территорию Аравийского полуострова один из самых больших на земном шаре.

В статье Хартмана /55/ обобщены спутниковые наблюдения ИК-радиации в тропической зоне в зависимости от сезона и локального времени. Измерения производились на спутниках 1ЧОАА 4,6,7 и ТЖ08-Ы и по району Аравийского полуострова во всех четырех сезонах поток ИК-радиации максимален около 1-2ь местного времени. Вдоль береговой черты градиенты уходящей радиации велики и разница излучения между днем и ночью уменьшается. Данные об уходящей радиации могут служить оценкой облачного покрова.

Различия в потоках радиации в течение дня и ночи на Аравийском полуострове между обширными районами пустыни и морскими акваториями благоприятен для возникновения бризовых явлений. Соответствующие изменения скорости и направления ветра и связанные с ними изменения видимости являются региональными особенностями климата, учет которых при метеорологическом обслуживании авиации целесообразен.

Существенное влияние на термический режим аридных районов оказывает аэрозоль, поднятые ветром частицы пыли и песка.

В статье Левине и Линдберга /57/ рассмотрены особенности распределения по размерам, химическому составу и оптическим свойствам аэрозоля в районе Палести-

ны. Отмечено, что в условиях города существенное значение имеет аэрозоль антропогенного происхождения, в основном, из-за выбросов автомобильного транспорта. При отсутствии ветра антропогенное загрязнение воздушного бассейна будет сказываться и в аэропортах.

В статье Д.Л.Хартмана и Е.Е.Реккера /55/ обобщены спутниковые измерения уходящей длинноволновой радиации в различных районах тропической зоны. Рассмотрены особенности уходящей радиации в зависимости от местного времени и сезона. Район Сахары зимой характеризуют близкие по интенсивности значения потока (240-290 Ватт/м2) в 730 1930, а также в 900 и 2100 местного времени. Днем (1430 -1530) излучение возрастает до 300-350 Вт/м2, ночью максимум излучения достигает 250 Вт. В районе локализации ВЗК в Тихом океане излучение днем и ночью имеет максимум в диапазоне 250-300 Вт/м2. Основной вклад вносит мощный облачный покров. При более интенсивном развитии облачности максимум радиации смещается в сторону уменьшения потока ИК-радиации.

Наряду с локальными факторами, влияющими на приход солнечной радиации к земной поверхности имеет место и глобальное изменение прозрачности атмосферы. Оно связано с уровнем активности вулканической деятельности и колебаниями концентрации стратосферного аэрозоля /12/.

Наибольшая продолжительность солнечного сияния естественно отмечается в пустынном районе. В годовом приходе солнечной радиации в данном широтном поясе имеются два максимума - весенний (май) и осенний (октябрь). Но, как видно по данным табл. 1.1, это далеко не так. Такой ход четко прослеживается только на метеостанции Сайвун. На метеостанции Димейд (горный район) максимум наблюдается в декабре-январе, а на побережье (Моха) максимумы приходятся на март и ноябрь.

В годовом ходе суммарной радиации по метеостанциям Йемена можно проследить два максимума - в мае и октябре. Представляет интерес почти полное совпадение хода суммарной радиации в горном и пустынном районах, а также превыше-

ние значений более, чем на 100 кДж/м2 в прибрежном районе над значениями суммарной радиации в других районах, несмотря на то, что продолжительность солнечного сияния меньше. Это обусловлено более чистой воздушной средой.

Таблица 1.1

Распределение по месяцам суммарной радиации - S, кДж/м2 на метеостанциях

Метео станция 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Сайвун 373 349 417 477 505 437 438 420 430 423 368 339

Димейд 370 358 440 426 473 441 415 398 442 448 382 347

Аден 465 484 623 621 651 587 576 593 585 592 515 484

Радиационный баланс в тропической, субтропической и экваториальной зонах достаточно резко зависит от характера атмосферной циркуляции, которая создает весьма значительные отличия в режиме облачности и увлажнения, вследствие чего радиационный баланс изменяется в этих зонах от 55 до 95 ккал/см2. При этом минимальные значения радиационного баланса наблюдаютс