Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние крупномасштабной климатической вертикальной устойчивости атмосферы на географическое распределение антропогенных примесей

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Влияние крупномасштабной климатической вертикальной устойчивости атмосферы на географическое распределение антропогенных примесей"

РГ6 од

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО ШМАТА И ЭКОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ ПО ЩЦРОМЕТЕОРОЛОП1И и МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ И РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

ОБУХОВА ЗОЯ ВАЛЕНТИНОВНА

УДК 554.582.3+551.524

ВЛИЯНИЕ КРУПНОМАСШТАБНОЙ КЛИМАТИЧЕСКОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ АТМОСФЕРЫ НА ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ

II.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование цриродных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Институте прикладной геофизики да«ни академика Е.К.Федорова Росгидромета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Петров В.Н.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Груза Г.В., доктор географических науж, профессор Семенов Е.К.

Ведувшая организация: Московский государственный университет имени Ы.В.Ломоносова.

Защита диссертации состоится "сЬе&и г-.<.Л991 г. в "/4" часов на заседании специализированного^сов/та К.003.36.01. в | Институте глобального климата и экологии по адресу: 107258, Моек а , Глебовская ул., 206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГКЭ. Автореферат разослан ^<■„^1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета _ .

каедидат геолого-минералогических наук Т.Г.Орлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Рост антропогенного загрязнений среды обитания, особенно воздушного бассейна, можеу привести и рте приводит к негативным последствиям для мирового сообщества ладей, его благосостояния и здоровья как непосредственно, так и опосредованно через изменение климата. В диссертации сделана попытка связать пространственно-временные распределения крупномасштабной вдрг«калькой устойчивости атмосферы, давления, облачности, осадков, построенные по многолетним данным наблюдений, с характеристикам;? загрязнения природнмх сред: полями концентраций загрязняющих вгщэаг'а в атмосфере, на примере расцрвделения двуокиси азота, и полями глобальных, выпадений на подстилающую поверхность радиоактивности цезия-137. Взаимосвязь и взаимообусловленность узсаззнных климатических факторов оказывает влияние на особенности распространения и накопления загрязняющих веществ, что необходимо учитывать яри организации и проведении мероприятий по охране охрутыиощей среды. Этим и определяется актуальность предпринятого исследования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - определи?» взакносвязи между полями клжатшгееклх факторов и полями загрязнения ка территория бывеего СССР. Для рзше-ниа этой задачи необходимо:

1. Получить и изучить пространствэшо-врекеннчз распределения ^лкматкческтя факторов а, в юзрзуо очередь, вертикальной термической устойчивости атмосферы, являвшейся одн;ш кэ наиболее сатагк факторов, влияющих ка рассеяние или накопление прима сей в атмссфгр? •

Определить взаимосвязи мезду полями климатических аертикальких градиентов температуры воздуха, характеризующих вертикальную устойчивость атмосферы и ггграадиг роль термического фактора, и полями давленая, представленными в качестве динамического фактора, а также между полями вертикальных термических градиентов и полями таких климатически факторов, определяющих поведение примесей, как облачность и осадки.

2. Получить средние многолетние поля распределения загрязнения воздуха двуокисью азота. Проьести анализ карты выбранной характеристики загрязнения.

3. Определить корреляционные зависимое;-! нэаду распределения."!

климатических факторов и параметров загрязнения атмосферы двуокисью азота и поверхности почвы цезием-137.

1 МУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что впервые:

1, Составлены карты распределений средних многолетних разностей температуры воздуха между стандартными изобарическими поверхностями и карты распределений вертикальных градиентов температуры воздуха для территории бываего СССР аа различные периода осреднения в трех слоях нижней половины тропосферы. Определены сезонные особенности этих распределений и выявлены крупномасштабные зоны термической устойчивости и неустойчивости атмосферы.

2. С» использованием картографического и синоптического методов получены поля ерш осадков за следующие периоды осреднения: 1950-1959 г.г., 1960-1969 г.г., 1970-1979 г.г. и 1950-1969 г.г.

3, С помощью картографического анализа полей климатических вертикалы-пи градиентов температуры воздуха наряду с климатическими полями давления, облачности, осадков охфеделены общие закономерности во взаимосвязях этих полей.

4. Получена карта многолетних средних относительных характеристик загрязнения воздуха городов бывшего СССР двуокисью азота.

!5. С помощью методов картографического корреляционного анализа к математической статистики получены карта изокоррелят и корреляционные зависимости между распределениями климатических вертикальных градиентов тзмпаратурк воздуха и распределением поверхностной плотности С 5 на территории бившего СССР.

6. Подучены корреляционные зависимости между изменениями по долготе климатических вертикальных градиентов температуры воздуха., и относительных величин загрязнения воздуха двуокисью азота в широтной полосе 55-';5° с.ш.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты работы кояно использовать при изучении крупномасштабных атмосферных процессов, диагнозе и прогнозе климата.

Практический выход имеет выявление зон термической устойчивости и неустойчивости атмосферы, позволяющее делать заключение об условиях накопления примесей в отдельных регионах. Выявление обширной зоны термической устойчивости над районами Восточной Сибири и Арктики с особенно благоприятными условиями накопления примесей

нзобходимэ учитывать при проектировании и строительство прсмию;<зи-уап: объектов на северо-востоке Восточной Сибири, гдо иохп<:е инверсий температуры воздуха достигают зимой 5 км, а таюг.е при изучен.п« и прогнозе загрязнения Арктического бассойна к востоку о? острояо» Новой Земли.

Карта относительного загрязнения воздуха городов двуокисью азота, наглядно показывающая рост или уменьшение загрязнения воздуха в разливок регионах, может быть использована при планярспа-шш размещения промышленных предприятий и других источников шброса в воздух.,двуокиси азота, при вцрабатк-з рекомендаций по сокращению йяк первоочередной очистке выбросов о-? этой пригласи.

Б целей результаты могут оказать помощь з изучения якологичес-г.г,й обстановки, при прогнозе загрязнения, з квалифицированном ар;:-. ютш мер по охрана скрузакдей среды.

На защиту выносятся сяадукциз ПУЛ0Н2НИЯ:

1. Затаноязрности климатических распределений кру гн сип епггаС г г гх. взр*икальных гр&диантов температура воздуха, подученных каргогройл-пвеким методом в трех слоях нижней половина тропосферы, по все сезоны года, в средней за год для трех триодов осреднения.

2. Закономерности многолетних средних месячных п средних гедс-&€к распрздолокиА сума осадков за различные периода осреднения.

3. Взаимосвязи кеаду многолетними полями герткаальных градиентов температура воздуха к давления, облатаости, осадкой.

4. Закономерности территориального распределения среднего гаюголвгнзго загрязнения воздуха двуокись» азота к зависимости кггду изменениями клюгатичзскюс характеристик и относительных взли-чкн загрязнения воздуха двуокисыз азота в короткой полосе 55-65°с.к.

5. Карта азоксррэяят мецду географическими распределениями кл:э*а?ическкх вертикальных градиентов температуры воздуха и поверхностной плотности радионуклида цезия-137.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты, полученные в диссертации, докладавалксь на конференциях молодых ученых: районной, в ГГО, га четырзх в ИПГ, на международном и всесовэния симпозиумах.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано II печатных работ.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения,

гсех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы - 148 страниц, включая 41 рисунок, 5 таблиц и список литературы из 142 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обосновывается актуальность темы, освещается состояние вопроса, формулируются основные цели и направления исследования, защищаемые положения, новые результаты и их научная и практическая значимость.

Л£РВАЯ ГЛАВА посвящена анализу вертикальной термической устойчивости атмосферы, поскольку она существенным образом влияет на породообразующие процессы и разномасштабные механизмы перемешивания. Совокупность этих процессов и механизмов определяет поведение примесей в атмосфере.

Вертикальная устойчивость атмосферы, т.е. способность стратификации атмосферы к поддержанию или затуханию вертикальных перемощений воздуха, определялась на основании полученных полей разностей температур воздуха между стандартными изобарическими поверхностями и полой крупномасштабного вертикального градиента температуры воздуха.

В начале главы обосновывается выбор в качестве одного из основных климатических факторов, определяющих уровень загрязнения атмосферы - вертикального градиента температуры воздуха, характеризующего устойчивость атмосферы. Приведены другие критерии и способы определения вертикальной устойчивости атмосферы, которые являются более трудоемкими и пригодными для изучения локальных и мезо-масштабных атмосферных процессов.

Распределение температуры по высоте, которое, в сущности, определяет вертикальную устойчивость атмосферы, изучалось на основе картографического метода, который позволил получить соответствующие поля в крупном масштабе по горизонтали, вертикали и во времени.

Масштаб в горизонтальной плоскости охватывает почти всю территорию Евразии от 35° до 85° с.ш.и от 0° до 180° в.д. По вертикали использовались данные нижней половины тропосферы. Временной масштаб включает несколько десятилетий, т.е. изучались климатические

характеристики температуры воздуха.

На основе данных аэрологического зондирования получены и исследованы в качестве характеристики вертикальной устойчивости крупномасштабных процессов - климатические поля разностей температур воздуха мекду главными изобарическими поверхностями нигней половины тропосферы: 850 гПа и уровнем земли, 700 и 850 гПа, 500 и 700 гПа, т.е. кевду приблизительно. 1,5 км и поверхности земли, 3 и 1,5 км, 5 и 3 км, для года в целом и для центральных месяцев сезона (янгарь, апрель, голь и октябрь) в среднем за период с 1950 по 1569 г.г. Эти поля- получены впервые, т.к. отсутствуют литературные источники, указывающие на построение таких полей.

Выявлены, обширные зоны или очаги с однородными иаксимальнши и минимальными разностями температур воздуха над территорией Евразии.

В пространственном распределении выявленных очагов определены сезонные особенности, которые, связаны с различными климатическими фактора»«: в январе в наибольшей степени - с циркуляцией атмосфера, в июле - с солнечной радиацией, во все изучаемые месяцы с такими гэогрйфичеспиыи факторами, как орография, высота над уровнем моря, координаты местности, удаленность от морей к океанов.

Поля разностей температуры воздуха в разных слоях тропосферы а один ij. тот ко месяц шевт много общего в географическом распределении (расположении) очагов с бельпей и меньшей разностями температур воздуха. С увеличением васо tu сдоя величины разностей темлв-ратуры воздуха меньше изманявтея э горизонтальном направлении.

Обоснована возможность использования полей разностей температур кезду Езобаричасккмя поверхностями в тех исследованиях, где не требуется большая точность и допускается ошибка в 5-10%.

Пра использовании данных радиозондирования о результате расчетов и картографирования получены средние многолетние поля крупномасштабных вертикальных градкен?ов температуры воздуха над территорией бывшего СССР для периодов осреднения: 1950-1969 г.г., 19611970 г.г., 1976-1985 г.г. Выявлены сеэонкыэ вариации географичес-:<ísx распределений максимальных и шшималышх значений рассматрита-емгх вертикальных градиентов, а также пространственно-временные изменения зон или очагов большей и меньшей вертикальной устойчивости атмосферы.

- ü -

Кпу;шомаешта6шй вертикальные градиенты температуры воздуха пред-мавлены в форме таблиц, рассчитаны и показаны графически распределения средних широтных и средних меридиональных вертикальных термических градиентов для территории исследования и выявлены закономерности в их сезонных и годовых изменениях.

При использовании карт трах периодов осреднения, учитывая проетрлнственно-вр'змамнув изменчивость и сезонные особенности в распределениях градиентов температуры воздуха и территориальные особенности в средни годовых распределениях, проведено условное районирование территории бывшего СССР. Выделено 8 районов яо втому климатическому признаку.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВК проведено сравнение полей крупномасштабных йартияалышх градиентов температуры воздуха с полями таких метеорологических характеристик, влияющих на географическое распределение ггрямесей, как давление, осадки, облачность. Работа выполнена с целью выяснения причин, определяющих местоположения очагов термической устойчивости и неустойчивости атмосферы. Проведен сравнитодь-иыЯ анализ результатов, полученных в первой глава, с полями традиционных и хорошо изученных метеорологических характеристик, которые спосоС'ствулт накоплению или рассею»® примесей.

Совместный картографический анализ многолетних средних месячных полей вертикальных градиентов температуры воздуха в качества термического фактора с климатическими полями давления, а точнее средними многолетними полями гоопотенциала поверхности 1000 гПа, в качестве динамического фактора (риз.Г-4) позволил выявить следующей. В январе наилучшим образом очаги термической устойчивости и неустойчивости атмосферы еегласуюгея с центрами соответственно повышенного и пониженного давления. Однако ня о одном месяце не обнаружено полного совпадения очагов устойчивости стратификации с центрами действия атмосферы, хотя для исследований был выбран один и тот жо 20-летний период, как для термической, так и для динамической характеристик. Общио сезонные закономерности & совместном распределении полай проявляются »"переходные сезоны и зимой в'Чш*ой континентальной части изучаемой территории, где на западной периферии Азиатского иктицдклона происходит одно изменение температуры воздуха по вер- • тхкаяи, а на восточной - другое.

В переходные сезоны и летом отмечены сходные черты на севере, .которые обусловлены связями инверсий температур воздуха с Архти-

- ? -

Ркс. I.Январь.

Рис. 2. Июль,

РйС. 1-4. Климатические поля вертикальных градиентов

температуры воздуха (—в/гп.им) и геопотент ; . ^ • цкала поверхности 1000 гПа (—дам). ;;

Рис, 4. Октябрь.

чвсхт циклоном. Получаны закономзрности а изменениях вертикальны:? градиентов температуры воздуха, осредненных в широтной полосе 55-65° с.га. в связи с изменениями повторяемостей центров барических образований. Как в январе, так и в кале,отмечено, в основном, уголнчоиив климатических вертикальных градиантоа температуры воздуха яря увеличении повторяемости центров циклонов и уменьшение тэржгаэских градиентов в связи с увеличением повторяемости антициклонов. '

Осадки такжеj как вертикальная ус-ойчивость атмосферы, относятся к числу метеорологических элементов, определявших поведение примесей з агиосфзрз. В то аз врзил образование и выпадение осад-коз связано с кортикальной устойчизсстью атассфзры. Эта связь опень сложная, многофэкторная. Hs географичэекоз распределен:« характеристик вертикальной устойчивости экосферы и осадков влило? такие факторы, как атмосферная циркуляция, солнечная радиация, рельеф, географическая широта места, удаленность от морей и оязаьов, ¿яат'.осчъ воздуха.

С целью изучзкия сэзснных особенностей климатических полей характеристик вертикальной устойчивости и осадков, а такяе выя г. л е-няя макромасаггабних связзй мозду их географическими распределениями получоны клюиат:ггвскиа поля осадков. Выбраны те звэ периоды осреднения, что и для полой вертикальных градкантоз температуры коз. духа. IIa 0СНС20 даншж архива "Информационная база мониторинга кли-иата" о шслчкнх суммах осадков в отдаштиэ годы, Записанного со .ВШ5ЙГО1 КЦД на мл ЕС ЗЕй М-2, с вссольэодекпш сдаопкгеэского метода получани климатические коля осадков для центральных мзсяцеа ' Сазонов н года га трл пэриода. Выявлены прос'граис?Еенно-вреуек1-.ые закономерности во йг.аккосвязлх климатических полей Бэруккальгагс градионгов температура воздуха з шангм 1,5-киломзтровсм слое атмосферы с клкыатическйкл полл»"л сукм осгдксв. Совместный картографический анализ эвих полой показал, преимущественно, зеркальное 04'00ражзккв кзолкнцй одного по*а по сравнению с изгибами иэотаюй другого поля, и, в основном, угалпченйо сутл осадков а связи с усз-люкжийм мртияальних гродконтоз температурн воздуха. Определи;^ . piP.o:t, а которгк проявляемся обратная гаксноиерность: при укеиь-езкяи "гр-Т'Л:г"хьних градиентов происходи-* узялйчвнкя суш ссадков. В «saapo обращает на себя зккханлв фаг« наличия максимальных сред-

нйх месячных сумм осадков в тех районах, где средние вертикальные градиенты температуры воздуха составляют 2,5°/гп.км (рис.5).

Выявлены пространственно-временные закономерности в связях между распределениями климатических вертикальных градиентов температуры воздуха и климатическим распределением среднего месячного количества облаков в январе. Визуальный картографический анализ поля термических градиентов в нижнем 1,5-кклоыетровом слое атмосферы совместно с картой среднего месячного количества облаков показал преимущественное распространение облачности нижнего яруса, в основном, слоистообразных форм над районами с более неустойчивой стратификацией атмосферы, с положительными значениями крупномасштабных вертикальных градиентов температуры воздуха. Высказано предположение с ыаксшальном накоплении примесей в январе в Москве а слоях до 0,5 км и до I км, а на севере ЕТС, Западной и Восточной Сибири на высоте около 1,5 км. Применение графического метода построения корреляционных карт позволило получить карту изокор-ролят вертикального градиента температуры воздуха и среднего месячного количества облаков в январе наиболее экономичным способом, а также выявить зоны с наиболее тесной зависимостью среднего месячного количества облаков и вертикальных градиентов температуры воздуха.

ТРЕТЬЯ ПЫВА посвящена корреляционному анализу климатических полей и средних многолетних полей загрязнения. Вследствие того, что в диссертации рассмотрены метеорологические характеристики в качестве средних многолетних данных, для выявления взаимосвязей кезду ними и параметрами загрязнения также требуются средние многолетние характеристики загрязняющих веществ.

На основе средних месячных данных, поступающих в Главную геофизическую обсерваторию с сети станций Росгидромета, рассчитаны средние годовые концентрации двуохиси азота в 200 городах с числом, измерений не менее 200 в каздом пункте наблюдения. В применении к многолетнему периоду из-за того, что эффект влияния крупномасштабных метеорологически* процессов на загрязнение гфиземного воздуха наглядно проявляется на картах изменения концентраций от одного рода к другому при условии квазипостоянньпс выбросов, в это» период рассчитано относительное загрязнение воздуха двуокисью азота с помощью предложенной формулы: n-f ^. _

iоо% £ -~ь-кг*

К; -

Рис.5. Распределения вертикальных градиентов температуры воздуха(—°/гп. км) и суш осадков (—мм) за 1950 - 1869 гг. Январь.

где К; - средняя: годовая концентрация в среднем по городу в предыдущем году; . - срадняя годовая концентрация в среднем по городу в юследущем году;

П - число лег;

П -I - чксло изжгодовых разностей.

Шало лэ-гуче»;: средкиз откосительнкз концентрации

двуокиси азота в городах за 10-летний период с 1970 пз 1979 г.г. Зги данзглэ на карту. Цроведемнкэ изолинии позволили выде-

лить группа городов в районы с отрицательней значениями средних откосиусльньк концентраций, то есть райокы с увеличением кокцентрг;-ций б сраднзм за 10 лет, к района с городами, имеющие подосктэль-иыэ значения, с уменьшением концентраций. Изолинии является условными , так как отражают степень увеличения или уменьшения загрязненности воздуха не на всей оконтуренной территории, а исключительно в городах. Однако имеете* физический смысл в цроведенки изолиний, который заключается в объединении групп городов с одинаковыми тенденциями изменений уровней загрязненности.

На иарте средних относительных концентраций двуокиси азота, Еираг.внахг. в процентах, наглядно проявляется эффект влияния круп-нс:ласш?абных процессов на изменения загрязнения приземного воздуха. Наряду с химическим оагрязиогшеа црнаемного слоя воздух* двуокисью въота е рабою рассмотрено загрязнение земной поверхности долгоклву-п^и радионуклидом цеэисм-137, который образован в результата кгяь:~ •а'&НИЙ В ьтмосферо ОД2рИ01*0 Ору„;<Ш и ЯВХЯЭТСЯ ОСНОВНЫМ г^адма-иэлу-чающим доЗсобразувцш радионуклидом и, вследствие стого, цриеркт ним объектов радиационного кошреля. Изпользокща построенная з' ' Институте прикладной геофизики карта распредехенкл поверхностной плотности (запаса) цсзил-137 ка 1974 г., которую можно цридюнить • к к более таздкему периоду, но до Чернобыльской аварии, вследствие малого изменения во времени. Наиболее обширше пятна загрязнения внтянуги ь йональкси 'направлении, и полоса с максимальными уровнями загрязнение- изогояэм цезил-137, црвкгдоезш» 100 мКи/км2, занимает, в основном, п'.фитгай пояс 55-65° с.ш.

С цельа определении пространственны?: взаимосвязей между пол.«гл5 вертикально: градиентов температуры воздуха к распределениями радиоактивного загрязнения признан метод »¡рострлистЕЗКного корреляционного анализа. В его ссьовэ лежг усгачозлзккз с^&тастачеекгас

Рис.6. Сглаженная карта корреляций мезду распределениями вертикальных градиентов температуры воздуха и поверхностной' плотносуи цэзия-1'37.

связей между картографическими распределениями совокупностей двух параметров. Коэффициент корреляции является мерой сопряженного изменения дзу.; совокупностей параметров. Результатом использования этого кетода является построение корреляционной карты. Нахождение кьзффг'вркитсз корреляции проводилось в узлах регулярной картографической саткк через каждые 5° широты и 10° долготы при использовании калетха-корредятора, укроаакцей svy работу. Первоначально поду-чета цифровав аодеаь хорреляцр.оикоЕ карты. С помощью интерполяции нрк проЕЗДэккк кэолкниГ. состроена карта изокоррелят, выполнен ее вазуалы-ый гклЕиа. Псвшеиная детальность этой карта затрудняет йиадйз y, вш&яенеь лр»гаиш изменения тесноты связи. Построение Ы'лакеиной карта позволяет шявить наиб слое общие закономерности. }1л основе первоначальной цифровой модели в каждой конкретной точка вычислены средние арифметические значения коэффициентов корреляции, представленных в узле и окружающих течках. Новые осредненные значения нанесены на картографическую основу, с помощью интерполяции пззд'чэка сглаженная изомнейная корреляционная кара« (рис.б). В результата внахаза определено, что очень тесная положительная кор-р£яяциенная связь (болэе 0,6) отмечается севернее 60° с.ш. на основной части территории к к северу от 55е с.ш. в районе Урала. Зона со схайой поасактаяьнсЯ корреглдяонной свг;зы> охватытет территории с наиболее казкшз щеотаик рельефа. Отредатед:»ная корреляционно связь определена над горжа раЯокаки Средней Азки в территорией со сло5нш рельефом m его-запада страны. Прк определении цркчйй itaii-' чая позокхтвяьтх коэффкцкгктоз корра&здш между рсепределигаяк« пертикавышх градиентов тамсератури воздуха и кэотопа щзия-13? в одних pafloiias и отрицательных коэффициентаз корреляции ь друг;» выявлено влияние, в nepsya очередь, радиационного фактора и jшъефа.

В связи с наличке!; особенностей в атмосферной цярхулящзи я s распределениях антропогенного эагряененкя в широтной полоса 55-65°с.т. основное вшшшде уделено исследованиям в этой широтной полосе. 1 ..•■•'

Рассчитаны срезке годовна зерттсажышз градиенты температуре аогдуха за три щрход» осреднения в вцрвшой сагосо 55-65°с.а. С е&шда засгог кх гттит удатлшвтевдо и&тшыш на доетота ISO? ».д. ж рсакэ увояятаодюся цри ДЕЛьгшйвеа предка©нни к воегоку (рве.7). ''

.... Дана ррафагавсаа» ©гаераревдая рваечита-г«!«: ааачвнкй с?е&&гх -.■•-.

АяМ!».

««Мя,

го 5а те . сэ . Ы I» Ы ».

Рис.7. Зависимости от долгота \°з.д.,) вертикальных градиентов температуры воздуха, (ЕН°/гп.км) и сума осадкоз .(— мм).

"г

• V ' -

т—з5—й—-й—й—п&—тй—пА 1 пЬ 1.4.

Рис.8. Зависимости от долготы (°в.д.) концентраций двуокиси азота {%) и сумм осадков (мм).

годовых суш осадков в широтной полосе 55-65° с.ш. в каждое последовательное десятилетие с 1650 по 1979 г.г., позволившая выявить Б^-нсе увеличение суда осадков от десятилетия к десятилетию'(рис.0).

Показано, что изменение величин сумм осадков вдоль широты в полосс 55-65° с.ш. аналогичны изменениям значений вертикальных градиентов. Оба ряда данных имеют нормальное распределение. Коэффициент корреляции иезду величинами сумм осадков и вертикальных градиентов температуры воздуха равен 0,9.

Выявлено противофазное изменение в широтной полосе 55-б5°с.и. годовых сумм осадков и относительных концентраций двуокиси азота.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ сформулированы основные результаты работы. Краткое изложение их состоит в следующем:

1. Составлены карты средних многолетних разностей температуры бсздуха над территорией Евразии и вертикальных термических градиентов над территорией бившего СССР мезду схандертт«! изобарическими псаерхиостлми до уровня 5 км для различных периодов осреднения. Выделены крупномасштабные зоны торммчоокой устойчивости и неустойчивости атмосферы, определены их пространственно-временные особенности.

2. Установлены общие закономерности во взаимосвязях между географическим» и сезонными распределениями ьертккадьных градиентов температуры воздуха, облачности, осадков:

a) зимой очаги термической устойчивости атмосферы лучжз, чем в другие сезоны- согласуются с центрам« повышенного давления и очаги термической неустойчивости с центрами пониженного'давления;

б) в январе нзд районами с болео неустойчивой стратификацией атшсферы имеет преимущественное распределение облачность нижнего яруса;

b) увеличение суш осадков связано преимущественно с : увеличением крупномасштабного вертикального градиента температуры воздуха; максимальные многолетние средние месячные сушы осадков в январе отмечаются в тех районах, где средние вертикальные градиенты температуры воздуха составляют 2,5°/гп.км.

3. Построена карта относительного загрязнения воздуха городов бывшего СССР двуокисью азота за период 1970-1979 г.г. с использованием предложенной формулы расчета относительного загрязкегшя воздуха городов за многолетний период. Определены районы с увеличением

'/.ли уменьшением концентраций двуокиси азота в среднем за 10 лет.

4. На основе данных распределения по территории бывшего СССР радионуклида цззил-137 л среднего многолетнего вертикального градиента температуры воздуха в нижнем слое тропосферы построена карта изокоррелят мезду этими распределениями. Выявлены районы с положительными и отрицательными коэффициентами корреляции. Показана обусловленность их влиянием, в основном, радиационного фактора и рельефа,

5. Представлены распределения средних вертикальных градиентов температуры воздуха, суш осадков и относительных концентраций двуокиси азота в широтной полосе 55-65° с.ш. Впервыа получзно:

- средние годовые суммы осадков в' кавдое последовательное десятилетие 1950-1979 г.г. увеличивались на 5%; .

- изменение средних годовых су«м оседаоз и относительных концентраций двуокиси азота находятся в протизофазе; ,

- предложена формула линейной зависимости между величинами вертикальных градиентов температуры воздуха и сумм осадков (коэффициент корреляции между этими величинами равен 0,95, которая позволяет делать эпигноз и прогноз одних искомых величин при известных значениях других.

В ПРШЮЗЕНИИ представлены описания исходных данных, алгоритмов и блок-схем программ, а также приведен текст программы расчета средних годовых многолетних градиентов температуры воздуха за 10 лет для периода с 1976 по 1985 г.г.

Материалы диссертации оцубликованы в следующих работах:

1. Дмитриева Г.В., Обухова З.В., Петров В.Н. Особенности территориальных характеристик загрязнения воздуха городов Советского Союза в 1982 году // Загрязненность природной среды.

-Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С. 34-44.

2. Исследование зависимости крупномасштабных пространственно-временных изменений характеристик загрязненности воздуха на территории Советского Союза от метеорологических факторов: Отчет / В.Н.Петров, Г.В.Дмитриева, З.В.Обухова и др.:№ГР 79006546

Инв. №Е946760 -М., 1930. ,

3. Касаткина В.И., Петров В.Н., Обухова З.В. О связи относительного загрязнения атмосферы Москвы с метеорологическими условиями // Сб. докладов на Международном симпозиуме в Ленинграде: Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы.-Л., 1981.

Т.1. Ч. I. С. 174-173.

4, Обухова З.В. Взаимосвязь полей вертикальных градиентов императоры воздуха и давления // Вопросы гелиогесфизики и геофизические р.-пзкгы наблюдений за состоянием природной среды.

-tí,: 1 'игроиетеоаздат, 1990. С. 55-62.

5, Обухова 3.3., Д-дагриек* Г.Е. Некотор.га особенности терри-юриадькнх распределений характеристик загрязнения воздуха городов Советского Сопза г1933 г. // Вопроси гелиогеофнзики и геофизические с.'-глкты ¡'¿.бгкдекЕй за состгоньзи природной среды.

-а.: Гя"фэкгтсойэдат, 1990. С. 62-74.

«:. O'j хс:*: 3;3. 0 : -рук ;ой исста б; ю й вертикальной устойчивости атиосфара // Труды конференции молодых ученых и специалистов ГТО кыони А.И.Воа.1йсвг, Ленинград, I5-IS авэ., 1935 г., Л., 1905. С. 94-102. - Дет. ,,в КЦ К2ИШ - КЦД 14Л1.65, К52-П».

7. Odyxoua З.В. О крушюмасшгабной вертикальной устойчивости атмосферы. Указатель неопубликованных и ведомственных материалов. Серия "Метеорология и к ¡глиматояог;«". - Обнинск: ВШйГШ - МЦД, 1985. Еап. 12(168). G.4.

8. Обухова З.В. Крупнсг-кслтобный вертикальная градиент температуры воздуха // Вопросы гелаогеофизикк и контроля природной среды. - £'.: Гидрояетиоиздо?, 1986. С. 93-101.

9. Разработке метода олгрглигмаго грогяоза вагрягязш;я атмосферного вездузса в г. Москва: О-гчгт/ В.Н.Пзтроа, З.Б.0бу-«;сза и др.: Твка 5.47.010. Инз.»20, КПГ. - И., 1975. - 24 д.

10. Скн^пгико-стл'.кстический анализ круагоиясатабных изменений езгрязяевия воздуха ка территория СССР: Отчет/ В.rí.Петров, Г.В.Дмитрпева, З.Б.ОСухоза и др.: ¡? ГР'81026279. Инв.№ 028300213X7, ЙПГ. - Ы., 1982. - 105 с.

11. Загряэьэние атмосферы и осадки: Отче? / Г.В.Дыитризва, З.В.Обухова, В.Н.Петров и др.: № IV 81 026279. Йнв. ,¥0205.0055248, ИПГ. - К., 1984. - 53 с.

Личный вклад диссертанта во асе поречиедэнные кдпе работы ьаклшайтся в участии в постановка задач исследований, обработке первичного материала, анализе и кнтбргфетацик полученнж резульха-