Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Поиск предикторов для долгосрочных прогнозов осадков в Гвинее

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Поиск предикторов для долгосрочных прогнозов осадков в Гвинее"

РГ Б од

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К01.МТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

2 ь гс{) *' 0' по шсеему образованию

Российский государстванкый гидрометеорологическиЗ институт

На правах рукописи

Камара Мамадуба

УДК 551.509

поиск предикторов дня долгосрочных прогнозов осадков в'гвинее

11.00.09 - Метеорология, климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 1995

Работа{выполнена на кафедре ДАКЗ Российского государственного государственного гидрометеорологического института.

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор К.В.КОНДРАТОВИЧ

Официальные оппоненты:

доктор географических наук

В.И.БАБКИН (Государственный гидрологический институт)

кандидат географических наук, додент А.И.САВИЧЕВ (Российский государственный гидрометеорологический институт)

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

Зашита состоится пЛ €•" октября 1995 г. в ~ часов на заседали специализированного сов эта К.063.19,01 Российского госу-■дарствэнного гидрометеорологического института.

Адрес: 195196, г.Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Росоийокого государственного гидрометеорологического института.

Автореферат разослан "М" 1995 г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат географических наук

доцент У} /у Еникеева В.Д.

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В тропической зоне из всех характеристик погода наибольшее значение имеют атмосферные осадки. Не является исключением в этом отношении и Гвинея, территория которой расположена к северу от экватора в Западной Африке.

Режим выпадения осадков в этом регионе отличается большой пространственно-временной изменчивостью. Сезонные измонения пассатных переносов Северного и Южного полушария, смешения зоны внутритропичвской конвергенции, близость пустынь Сахары, сложный рельеф - все это определяет основные муссонные черты режима увлажнения и его значительную межгодовую изменчивость. При смешении ВЗК к северу, максимальном в июне-августе, на территории Гвинеи наблюдается сезон дождей. На западных склонах возвышен- ■ ноотей годовые суммы осадков достигают 3-4 тысяч мм. На восточных и северо-восточных сюгонах гор осадков выпадает в насколько раз меньше.

Несомненно, что задача прогноза месячных и годовых сумм осадков по территории Гвинеи является актуальной в научном отношении и ое решение имело бы большое народнохозяйственное значение.

Гвинейская республика является преимущественно аграрной страной и ее благосостояние непосредственно зависит от изменчивых условий увлажнения.

Основной целью диссертационной работы является поиск синхронных и асинхронных зависимостей характеристики режима увлажнения на территории Гвинеи от нескольких потенциальных предикторов.

да&трдикз, исследования и использованные материалы. Исходным материалом являлись ряда наблюдений атмосферных осадков на 35 ствнщях Гвинеи и характеристики потенциальных предикторов: ква-зздвухлетнего цикла стратосферных переносов в экваториальной зове, явления Эль-Нино и Южного колебания, 11-летнего цикла солнечной активности и теплового состояния вод Южной и Тропической Атлантики. Ограниченность исходных рядов осадков на отанциях Гвинеи и потенциальных предикторов не позволила провести поиок асинхронных связей, обеспечивающий разработку методов сезонного прогноза осадков.

Наиболее продолжительные и полные ряда наблюдений осадков в Гвинее имеются на станциях Киндиа (1901-1990), Конакри (1918-

-1991), Н'Зерекоре (1921-1990) и Лабе (1931-1991). Эти ряды и использованы при сопоставлении осадков с потенциальными предикторами. Характеристики солнечной активности, южного колебания • и индексе теплового состояния Южной Атлантики по своей продолжительности превышают ряды наблюдений за осадками на станциях Гвинеи. Информация о восточной и западной фазах квазидвухлетнего цикла имеется за сравнительно короткий период.

Основной способ сопоставления характеристик предиктанта и предикторов сводился к анализу таблицу сопряженности. Для каждого календарного месяца и в среднем за год осадки на станции ранжировались и были выделены 5 равновероятных градаций.

Научная новизна. Ряд результатов получен впервые:

- Рассмотрен ряд потенциальных предикторов, перспективных для района Западной Африки и на основе результатов их сопоставления с предактавтом обоснована целесообразность их учета при составлении сезонного прогноза осадков.

- Проведена классификация месячных и годовых сумм атмосферных осадков для выбранных четырех опорных станций в Гвинее на основе выделения пяти равновероятных градаций. Это обеспечивает объективное представление предиктанта при сопоставлении с предиктором.

- Аналогичным образом проведена классификация значений предикторов: квазидвухлетнего цикла стратосферных переносов в экваториальной зоне, Эль-Нино и Южного колебания, 11-летнего цикла солнечной активности и теплового состояния вод Южной и Тропической Атлантики или использовано выделение их фазы для выявления синхронных и асинхронных связей с предиктантом.

- Выявлено прогностическое значение связи предиктанта с фазами квазидвухлетнего цикла стратосферной циркуляции, 11-летнего цикла солнечной активности, явлениями Эль-Нино и Анти-Эль-Нино,

с градациями индекса теплового состояния вод Южной и Тропической Атлантики и коэффициентами разложений поля температуры по

ЗОФ.

Обнаружена зависимость температуры водной поверхности Южной и Тропической Атлантики от фаз квазидвухлетнего цикла стратосферной циркуляции.

Практическая и научная значимость работы заключается в том, что обоснованность и достоверность результатов и выводов обеспе-

чена использованием объективно определяемых градаций и фаз предиктора и предиктанта, расчетом статистической энтропии и соответствием выявленных связей современным представлениям о зависимости режима осадков от крупномасштабных изменений тропической циркуляции и влиявших на нее факторов.

Полученные результаты рекомендуются к внедрению в метеорологические службы стран Западной Африки и в учреждениях, занимающихся долгосрочным и климатическим прогнозом атмосферных осадков, а также в учебный процесс вузов гидрометеорологического профиля.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры динамики атмосферы и космического землеведения РГГТИИ.

По теме материалов диссертационной работы опубликована одна научная статья.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы страниц, включая 35 рисунков, 23 таблиц и списка литературы из ЮЗ наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлено обоснование актуальности.исследования, определены цели и показана новизна работы, кратко излагается основное содержанке каждого раздела.

В первой главе рассмотрены особенности климата Западной Африки и всего континента, формирую-лие муссонний решил выпадения осадков и их межгодовун изменчивость в Гвинее. Гакросиноптиче-ские процессы, влияющие на смешение внутритропической зоны конвергенции и колебания пассатного переноса, связаны с Азорским и Ккно-Атлантическкм антициклонами. Зимой над северным континентом получает развитие гребень Азорского антициклона, а вблизи экватора севернее Гвинейского залива формируется ложбина.

Сезонные изменения положения и интенсивности центров действия атмосферы п соответствующие им смешения обычных систем могут зависеть от ряда внешних и внутриатмосферных факторов.

В целом для Гвинеи характерно прежде всего обилие тепла и влаги, но благодаря влиянию рельефа природные особенности отдельных районов весьма разнообразны. Возвышенный рельеф на западе и

юго-востоке страны создает преграду для насыщенных влагой воздушных масс, идущих с океана, и вызывает обильные осадки, по количеству которых Гвинея занимает одно из первых мест среди других стран Западной Африки. В Гвинее преобладает климат эквато-риально-муссонного типа с четким выделением двух основных сезонов: дождливого и менее жаркого, длящегося на юге страны до II месяцев, а на севере до 6 месяцев, и сухого и более жаркого. Такой тип климата связан оо своеобразием атмосферной циркуляции в Западной Африке.

Регулярность смены муссона и пассата, т.е. основных сезонов в обычные года выдерживается на территории Гвинеи довольно четко.

Приведенная схема, объясняющая основные закономерности годового хода метеорологических величин в Гвинее, опирается на представления о взаимодействии трех синоптических образований: Азорского квазистационарного центра высокого давления, экваториальной депрессии (ВЗК) и зимнего сахарского антициклона. Динамика каждого из этих объектов в отдельности сложна и недостаточно неучена.

Режим солнечной радиации в районе Гвинеи существенно зависит от двух факторов. В период дождей главным регулятором солнечной радиации является облачность, а в сухой сезон - пыль, выносимая Хариатаном из зоны Сахели.

Важная особенность климата Гвинеи состоит в том, что характер распределения осадков в дождливый сезон (значительная часть их выпадает в виде сильных ливней), связан с движением экваториальной ложбины и состоянием двух центров действия атмосферы - субтропических антициклонов Северной и Южной Атлантики.

Во второй главе представлены сведения о потенциальных предикторах, привлечение которых, как т полагали, перспективно для. создания методики долгосрочного прогноза осадков по району Гвинеи. Не следует оставлять без внимания и возможность воздействия космических факторов на общую циркуляцию атмосферы и на региональные тенденции режима осадков. Многочисленные публикации посвящены вопрооу о влиянии солнечной активнооти на климат и погоду определенных районов /32-35, 38/.

Информация о оостоянии указанных процессов регулярно собирается современными сиотемами метеорологических и космических наблиь доний. Диагноз фаз КДЦ, Южного колебания, явления Эль-Нино и

солнечной активности вполне надежен и осуществлен за значительный ряд лет. Поэтому исследование связей региональной циркуляции в Западной Африке и реткима осадков в Гвинее с фазами атмосферных процессов глобального масштаба п солнечной активностью перспективно в познавательном плане и для разработки методов сезонного прогноза осадков в тропической зоне.

Данные о существенных изменениях режима атмосферных осадков и циркуляции не только во внутригодовом ходе, но и месгодовкх, свидетельствуют о необходимости выявления причин этих изменений, роли тех факторов, которые определяют характер мекгодовых изменений. В первую очередь речь мокет идти о крупномасштабных циклических процессах, выявленных при изучении меагодовых изменений атмосферной циркуляции и макропогода в тропической зоне. Это квазидвухлетний цикл воздушных переносов в стратосфере (КДЦ), кжное колебание и связанное о ним явление Эль-Кино.

Обнаружение квазидвухлетней цикличности циркуляции в экваториальной стратосфере привлекло внимание многих исследователей.

Квазидвухлетняя цикличность - явление глобальное и проявляется оно в том, что в никней стратосфере экваториальной зоны приблизительно в течение года ветры бывают соответственно восточного или западного направления.

Аэрологические наблюдения в тропической зоне позволил!! выявить квазидвухлетний цикл с характерны?.! чередованием фаз западного и восточного переноса в нижней стратосфере. Наиболее отчетливо указания цикличность выражено на высоте 23-24 км, гдз продолжительность фаз восточного и западного ветра примерно одинакова и близка к 13-14 месяцам. В более высоких слоях, более продолжительна фаза восточного ветра, а нижа - фаза западного переноса.

Смена фазы начинается на высоте 32-34 км и последовательно распространяется во все более низких слоях, вплоть до тропопаузы (16-18 км). Скорость распространения близка к I км высоты в месяц.

На основе анализа данных радиозондовых и ракетных измерений было показано, что во всей стратосфере экваториальной зоны восточные ветры являются преобладающими. Они более устойчивы и продолжительны, чем ветры западного направления. По расчетам Л.Г. Немировской повторяемость ветров восточного направления (восточ-

ная фаза) превышает повторяемость ветров западного направления (западная фаза).

Было установлено, что при восточной фазе КДЦ для высоких широт характерны положительные отклонения температуры воздуха от нормы, а для низких широт - отрицательные. При западной фазе квазидвухлетнего цикла, наоборот, в высоких широтах наблюдаются отрицательные отклонения от нормы, в низких широтах - положительные. Это согласуется с положением, что при преобладании меридиональной циркуляции осуществляется более интенсивный перенос теплых масс воздуха в высокие широты и перенос холодного воздуха в низкие широты, сопровождающийся усилением субтропической зоны высокого давления.

При преобладании зональной циркуляции и соответствующем ослаблении мекдуширотного воздухообмена, наоборот, не создаются благоприятные условия для частного антициклогенеза, как в высоких, так и в субтропических широтах. В результате ослабления междуширотного воздухообмена происходит относительное охлаждение воздуха в высоких сиротах, а в низких - его нагревание.

А.Л.Кац и другие авторы указывали на зависимость локализации и интенсивности субтропических антициклонов от фазы квазидвухлетнего цл.-ма. 3 их работах воспроизводятся графики средних ме-. сячных давлений на широте 30° с.ш. и средних месячных значений зонального ветра на уровне Н^.

Эти интересные явления хорошо выявляются в Северном полушарии, где благодаря чередованию материков и океанов имеются более благоприятные условия для формирования меридиональных форм атмосферной циркуляции. Развитие меридиональных процессов более интенсивно и часто происходит в холодное время года.

В экваториальной стратосфере диагноз КДЦ целесообразно производить по направлению воздушных переносов на уровне изобарической поверхности 30 мб.

Многочисленные исследования посвятены поиску проявлений ква-Бидвухлетней цикличности в циркуляции и погоде внетропической зоны.

Но несомненно, что явление КДЦ в тропической зоне выражено более четко и его можно рассматривать в качестве потенциального предиктора в охемах долгосрочного прогноза погоды.

Большинство меягодовых вариаций макропогода и климат, по-вн-

дамому, обусловлено внутренними факторам обшей циркуляции атмосферы и океана. В 20-30-х годах текущего столетия в работах Джильберта Уекера было обнаружено существование трех "мировых колебаний": "Северо-Атлантического", "Северо-Тихоокеанского" и "Южного".

Все они локализованы и более четко проявляются над акваториями океанов, что объясняется процессами крупномасштабного взаимодействия атмосферы и деятельного слоя океана, способствующего возникновению длительных тенденций развития от нескольких месяцев до нескольких лет. В определенной фазе "Южного колебания", а именно при ослаблении Южно-Тиханского субтропического антициклона и юго-восточных пассатов, может возникать явление Эль-Нино. Предложено несколько способов количественной характеристики ЭНКК, среди них: индекс южного колебания, оценка измеряемой спутниками уходящей длинноволновой радиации в приэкваториальной зоне между 160° в.д. - 160° з.д., и индекс переноса ветров на уровне Нд50 между 175° з.д. и 180° з.д.

После явления Эль-Нино 1982-1983 года и возникновение крупных катастрофических аномалий макропогоды во многих регионах интерес к "¡Окному колебанию" и явлению Эль-Нино заметно возрос. Исследования явления южного колебания и Эль-Нино стали весьма популярными, были начаты программы международного сотрудничества и в 1995 г. начинает функционировать Международный институт долгосрочных метеорологических прогнозов, ставящий задачу использования характеристик ЭНКК в качестве предикторов.

Регулярные наблюдения за активностью солнца ведутся почти 300 лет, но накопление.данных дифференциально отраиашкх различные проявлек/л солнечной активности началось лишь в 1957 году, в котором осуществлялась программа исследований международного геофизического года.

В настоящее время существует несколько наиболее употребительных индексов, характеризующих активность солнца. Индексы, вычисленные по данным наблюдений за Солнцем, называются индексами солнечной активности, а индексы, вычисленные по данным о возмущениях магнитного поля земли, называются геомагнитными индексами.

Солнечная активность чаше всего оценивается количеством и размерами различных проявлений таких явлений, как пятна, факелы,

флокулы. Наиболее длинный ряд характеристик солнечной активности тлеется в виде чисел Вольфа.

Индекс Вольфа является суммарным и дает лишь общую характеристику пятнообразовательной деятельности Солнца, не учитывает такие качественные особенности солнечной активности как мощность пятен и их устойчивость во времени.

В работах Г.Йвабе и Вольфа было показано, что имеет место цикличность и пятнообразовательной деятельности Солнца. Средняя продолжительность цикла числа солнечных пятен близка к II годам, но в отдельных случаях она может меняться от 8 до 17 лет.

Установлено, что в деятельности Солнца проявляется существование и более длительных циклов. Прежде всего необходимо указать на 80-30-летний цикл, который имеет, по-видимому, очень важное значение для объяснения многолетних колебаний обшей циркуляции атмосферы.

К настоящему времени выполнено очень много исследований, в которых ставилась задача выявить связь между изменениями солнечной активности к изменениями различных метеорологических элементов и явлений. В большинстве из них изучались изменения давления воздуха, количества осадков, повторяемости гроз, температуры воздуха, интенсивности барических образований и т.п.

По материалам 1869-1920 гг. Клейтон изучал изменения температуры, давления и осадков на земном шаре, сопоставляя их с колебаниями солнечной активности.

Им было установлено, что корреляция между изменениями указанных элементов и колебаниями солнечной активности неоднозначна для всего земного шара. Так, при усилен™ солнечной активности давление воздуха в одних районах понижается, а в других в это же время повышается. Векслер проводил выводы Клейтона по давлению на новом ряде наблюдений (1899-1939 гг.) и, в основном, подтвердил их.

В периода усиления солнечной активности в тропической атмосфере возраотает количество облачности и увеличиваются осадки. Одновременно несколько снижается температура воздуха. Этот вывод получен в начале века известным климатологом Кеппеном л в последующем подтверждался в публикациях других ученых.

В 1956 г. Л.А.Гире исследовал многолетние преобразования $01« IV , с I £ и сопоставил их с колебаниями солнечной активности.

А.А.Гиро установил зависимость смены "цирку ляци^г.тчх эпох" от "векового цикла" солнечной активности. Ее усиление сопровождается более выраженным развитием меридиональных форм циркуляции.

Таким образом, солнечная активность целесообразна в качестве потенциального предиктора в схемах долгосрочного прогноза погода и изменений климата.

Температура поверхности океана (ТПО) представляет собой известной степени ключевой индикатор энергетики взаимодействия океана и атмосферы, вносящего определяющий вклад в развитие крупномасштабных процессов, которые ответственны за изменения погода и климата.

К.Я.Кондратьев отметил, что численные эксперименты по краткосрочному прогнозу погода (на срок порядка нескольких суток) для района АТЭП (международные научные исследования Тропической Атлантики) выявили существенную чувствительность получаемых результатов к заданной температуре поверхности океана (ТПО), орографии и влажности грунта. Так, например, в районах положительной (отрицательной) аномалии ТПО усиливаются (ослабляются) осадки.

Изучение циклических колебаний гидрометеорологических элементов представляет собой актуальную задачу, ибо это открывает возможности для долгосрочного прогноза. Многие авторы связывают многолетние колебания теплового состояния морей и океанов с многолетними колебаниями атмосферной циркуляции над океаном. Интересные результаты удалось получить Я.Бьеркнесу по сопоставлению колебаний барического и температурного полей в Северной Атлантике. Он отмечает, что решение вопроса о влиянии колебания атмосферной циркуляции во времени и пространстве на изменения температуры поверхностных вод осложняется обратным воздействием океаана на атмосферу. Атмосфера в свои возмущения включает влияние по меньшей мере всего полушария. В работах Врайти, Луга приведены среднемесячные и годовые индексы температуры поверхности Южной и Тропической Атлантики за большой ряд лет.

В третьей главе приводятся результаты классификации или фазового представления предикторов и их сопоставление с 5 градациями предиктанта.

Один из возможных вариантов оптимальной стратегии выявления и использования синхронных и асинхронных связей предиктора и предик-

танта сводится к следующему. В момент принятия прогностического решения следует ориентироваться не на среднюю оправдаваемость всего метода или предиктора, а на оценку статистической энтропии конкретного правила, используемого в данном случае.

В качестве потенциальных предикторов, как уже указывалось, использовались фазы (годы) II-летнего цикла солнечной активности, фазы восточного и западного переноса квазидвухлетнего цикла, градации теплового состояния Атлантики, года с событиями Эль-Нино и Анти-Эль-Нино.

Для обеспечения сопоставлений осадков с потенциальными предикторами целесообразно использовать там, где это возможно, выделение диагностических градаций.

При независимости предиктанта от потенциального предиктора повторяемость 5 градаций не имеет статистически значимых отклонений. В противоположном случае при той иле иной фазе или градации предиктора в последующие месяцы имеют место отклонения повторяемости определенных градаций от климатической и, соответственно, происходит и уменьшение статистической энтропии по сравнению с максимально возможной, климатической. При 5 равновероятных градациях энтропия Э =2,32 бита.

Как известно, понятие статистической энтропии широко используется в теории информации. При оценке эффективности прогностических правил и связей энтропия вычисляется по формуле:

э = - £ а-Х*

¿41 -

где £ — вероятность всех возможных состояний системы, - логарифм вероятности при основании 2.

При оценке эффективности метода ДМП или отдельного предиктора можно ориентироваться на существенное снижение статистической энтропии.

Градации имеют словесную Характеристику и сокращенные обозначения: "значительно выше нормы" (ЗЕН), "выше нормы" (ВН), "ниже нормы" (НН), "значительно ниже нормы" (ЗИП) и "норма" (Н).

Фактические значения осадков и соответствующие им градации представлены в таблицах главы 3.

При сопоставлении предиктанта с фазами 11-летнего цикла солнечной активности выявлены зависимости для мая и октября, которые характеризуются снижением статистической энтропии и позволяют еде-

лать заключение о характере ожидаемых тенденций. На о'га"г?<та Ко-накри в I год цикла имеет место тенденция дефицита осадков, в 6 и I0-II годах цикла - тенденция роста увлажнения. Годовые суммы осадков возрастают в года высокой солнечной активности, вывод, совпадающий с известной зависимостью, установленной Кеппеном и Мильке.

Несколько зависимостей выявлено для станции Лабе, но для станции Н'Зереиоре они не обнаружены.

Большое внимание в нашей работе было уделено характеристикам теплового состояния поверхностных вод Южной и Тропической Атлантики, опубликованным за 1854-1985 годы в виде индекса

Пять равновероятных градаций ТОО выделены по всему многолет-. нему ряду 1854-1985 годов, но большинство градаций ЗНН и НН сосредоточено в первой половине ряда в первой половине ряда в мае градации ЗНН и НН встретились 41 раз, градации ЗВН и ВН - 8 раз.

Более дифференцированное представление о характере изменений поля ¿ta' дает коэффициенты разложений этих полей по 30$. Результаты сопоставления свидетельствуют, что повышение tur в приэкваториальном районе осадки в Конакри возрастают.

В годы западной фазы стратосферных переносов повторяемость градации ЗНН и НН индекса ТПО явно меньше,_чем в годы восточной фазы;за все месяцы 15-летней выборки с западным переносом градация ЗНН встретилась всего два раза, а за 16 лет с восточным переносом - 31 раз. Данная зависимость проявляется и в повторяемости градации "НН": при западной фазе - 12 случаев, при восточной фазе - 53 случая. Таким образом, зависимость теплового состояния вод Южной и Тропической Атлантики от фаз КДЦ, несомненно, имеет место.

В определенной мере многолетние ряда индекса Д-fcw косвенно характеризуют циклические колебания в тропической стратосфере, в особенности их западную фазу.

После экстремального за период инструментальных гидрометеорологических наблюдений явления Эль-Нино в 1982-1983 годах интерес к этому потенциальному предиктору неизмеримо возрос.

Районы Западной Африки, по-видимому, в большей мере связаны с колебаниями процессов взаимодействия атмосферы и океана в системе "атлантического Эль-Нино". Анализ таблиц сопряженности характеристик ТПО Атлантики с годами Эль-Нино и Анти-Эль-Нино пока-

зал, что года "холодной Атлантики" (градации ЗНН и НН) в года Эль-Нино встречаются вдвое-втрое реке, чем в годы Лнти-Эль-Нино. Это указывает на сопряженность процессов взаимодействия океана и атмосферы в Тихоокеано-Индийском секторе с возникновением ситуаций Эль-Нино и Анти-Эль-Нино с процессами взаимодействия в Атлантическом океане.

Усиление пассатов и снижение ТОО в Тихом океане чате совпадают с ослаблением пассатов и понижением ТПО в тропической Атлантике.

По-видимому, обнаруженную зависимость целесообразно исследовать по более полным материалам.

В плане нашего исследования рассмотренные результаты свидетельствуют в пользу привлечения характеристик теплового состояния Южной и Тропической Атлантики в качестве перспективного потенциального предиктора крупномасштабных изменений атмосферных осадков в Западной Африке. Однако сопоставление градации ТПО и осадков оказалось затруднено существованием климатического тренда потепления вод Южной и Тропической Атлантики.

В заключении приведены основные выводы.

1. Рассмотрены особенности региональной атмосферной циркуляции Западной Африки и всего континента, формирующие муссонный режим выпадения осадков и их межгодовую изменчивость в различных физико-географических районах Гвинеи.

В Гвинее преобладает климат экваториально-муссонного типа с четким выпадением двух основных сезонов: дождливого и менее жаркого, длящегося на юге страны до II месяцев, а на севере до 6 месяцев, и сухого и более жаркого.

Приведенная схема, объясняющая основные закономерности годовых ходов метеорологических величин в Гвинее, опирается на представления о взаимодействии трех центров действия атмосферы: азорского антициклона, внутритршической зоны конвергенции и зимнего Сахарского антициклона.

Режим солнечной радиации в районе Гвинеи существенно зависит от двух факторов. В период дождей главным регулятором солнечной радиации является облачность, а в сухой сезон - пыль, выносимая Харматаном из зоны Сахали.

2. Рассмотрены потенциальные предикторы, призванные обеспечить возможность сезонного прогноза атмосферных осадков в районе

Гвинея. Каждцй из предикторов крупномасштабен и надекпо лиагно-зируется гидрометеорологическими наблюдениями, а в случае о солнечной активностью - астрономическими наблюдениями.

При выборе этих предикторов учитывались результаты исследований зависимостей атмосферной циркуляции и макропогода в других регионах от соответствующих факторов. Солнечную активность характеризовали фазы (года) 11-летнего цикла, квазидвухлетний цикл воздушных переносов - фазами восточного и западного переноса.

Явление Эль-Нино представлено годами о выраженными событиями Эль-Нино и Анти-Эль-Нино.

Тепловое состояние вод Южной Атлантики характеризовалось индексами, опубликованными за большой ряд лет и коэффициентами разложений по ЭОФ.

3. Исходным материалом для характеристики предиктанта являлись ряды наблюдений атмосферных осадков на 35 станциях Гвинеи и характеристики потенциальных предикторов. Наиболее продолжительные и полные ряда наблюдений осадков в Гвинее имеются на станциях Конакри (1918-1991), Киндиа (1901-1990), Н'Зерекоре (1921-1990).и Лабе (1931-1991). Эти ряды и использованы при сопоставлении осадков с потенциальными предикторами.

Ограниченность исходных рядов осадков на станциях Гвинеи и потенциальных предикторов не позволило провести поиск асинхрон-. них связей, обеспечивающий разработку методов сезонного прогноза осадков.

4. Для каждого календарного месяца и в ореднем за год осадки на станции ранжировались и были выделены 5 равновероятных градаций (20$).

5. При сопоставлении предиктанта с фазами II-летнего цикла солнечной активности выявлены зависимости для мая и октября, которые сопровождаются снижением статистической энтропии и позволяют сделать заключение о характере ожидаемых тенденций.

На станции Конакри в I год цикла имеет место тенденция дефицита осадков, в 6 и 10-11 годах цикла - тенденция роста увлажнения.

Годовые суммы осадков возрастают в года высокой солнечной активности, вывод, совпадающий с известной зависимостью, установленной Кеппеном и Кильке.

Несколько зависимостей выявлено для станции Лабе, но для Н'Зерекоре они не обнаружены.

6. Сопоставлены индексы теплового состояния вод Атлантики с фазами квазидвухлетнего цикла и явлениями Эль-Нино и Анти-Эль-Нино в Тихоокеанском секторе.

В годы западной фазы стратосферных переносов повторяемость градации ЗНН и НН индекса ТПО явно меньше, чем в годы восточной фазы. За все месяцы 15-летней выборки с западным переносом градация ЗНН встретилась всего два раза,' а за 16 лет с восточным переносом - 31 раз. -

Данная зависимость проявляется и в повторяемости градации НН: при западной фазе - 12 случаев, при восточной фазе - 53 случая. Таким образом, зависимость теплового состояния вод Южной и Тропической Атлантики от фаз КДЦ, несомненно, имеет место.

7. Выделены пять равновероятных градаций ТПО по всему многолетнему ряду 1854-1985 годов, но большинство градаций ЗНН и НН сосредоточено в первой половине ряда (I854-I9I9). В первой половине ряда в мае градации ЗНН и НН встретились 41 раз, градации ЗВН и ВН - 8' раз.

Противополошюе положение с повторяемостью градаций ЗВН, Ш и ЗНН, НН ТПО Южной и Тропической Атлантики наблюдается в месяцах второй половины ряда (1920-1985 гг.).

Достаточно наглядно это явление предоставлено гистограммами повторяемости градации.

8. Анализ таблиц сопряженности характеристики ТПО Атлантики с годами•Эль-Нино и Анти-Зль-Нино оказалось, что годы "холодной Атлантики" (градации ЗНН и НН) в годы Эль-Нино встречаются вдпое-втрое реже, чем в годы Анти-Эль-Нино.

Это указывает на сопряженность процессов взаимодействия океана и атмосферы в Тихоокеано-Индийском секторе с возникновением ситуаций Эль-Нино и Антп-Эл£-Нино с процессами взаимодействия в Атлантическом океана.

Усиление пассатов и снижение ИГО в Тихом океане чаше совпадают с ослаблением пассатов и повышением ТПО в Тропической Атлантике.

9. Приведены сопоставления коэффициентов разложений полай Atu* на ЭОФ с характеристиками осадков в Гвинее. При повышенной температуре воды в приэкваториальном районе (i^* коэффициент разло-

жения положителен), годовые суммы осадков возрастают. Г^дации осадков ЗВН и ВН встречались 9 раз, и противоположные градации -4 раз.

Результаты сопоставления коэффициентов разложений на ЭОФ, свидетельствуют, что повышение tu' в приэкваториальном районе осадки в Конакри возрастают.

Ю. Выявлены существующие зависимости между тепловым состоянием вод Южной и Тропической Атлантики и синхронным последующим выпадением осадков в Гвинее. Примечательно, что и снижение температуры в водах Атлантики в апреле благоприятно для усиления осадков в Гвинее в мае-июне. Тот же вид связи характерен для "холодной воды" в мае и июне. В период с мая по июль чаше имели . место случаи усиления осадков.

На рассматриваемом регионе снижение температуры водной поверхности, по-видимому, усиливает южно-атлантический антициклон, и в районе Гвинеи усиливается южный вынос, приносящий влагу океана.

Отмечено, что в климатическом плане повышение температуры воды на акватории Южной Атлантики явилось фактором существенного возрастания дефицита осадков и числа засушливых лет в Западной Африке.

Шявленные связи позволяют получить прогностическую информацию о режиме увлажнения в Гвинее. Диагноз и прогноз фаз 11-летнего цикла и КДЦ достаточно надежен, так же, как и характеристики теплового состояния вод Тропической и Южной Атлантики и явлений Эль-Нино и Анти-Эль-Нино. Однако в совокупности асинхронные связи еше не позволяют регулярно получать прогнозы месячных и годовых осадков на станциях Гвинеи.

Для завершения работы по созданию метода долгосрочного прогноза осадков в месяцы сезона дождей целесообразно организовать службу прогнозов, способную осуществлять макросиноптический анализ атмосферных процессов в районе Западной Африки и Тропической Атлантики.

Заметим, что до настоящего времени регулярные ДМП в Тропической зоне составляются только в Индии.

КАМАРА МАМАДУБА АВТОРЕФЕРАТ

Подписано и печать 9.08.95. Формат 60x84 1716. Бум.иисчая. Печ.л.1,0. Бум.л.0,5. Тираж 100. РТП изд-ва СПбУЭФ. Зак.481.

Издательство Санкт-Петербургского университета экономики и финансов 191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, д.21