Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние рельефа на климат и погоду Эфиопии

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Влияние рельефа на климат и погоду Эфиопии"

1.'ХЗУДАР0ТШ]1ГЛ КС?Г|П'1.Т ГОООПТОКОЯ <Т'ЙД!"РАИ111 :: > ЫПЦГЬУ <,Г I РОООИШИ ГООУДАРСГРУППЫ ГЙДРО'ЖГЬЧ>1>ОЛОГЙ1ЖС1СП» >:Ь'|"Гту

Г о од

9 ДПР тааб

На праьах рукогп'.ои

У/;К ББ1. Б89. Е(Г/',0. О

гп:кол ТЖЕВУ

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА НА КЛИМАТ И ПОГОДУ Э«!ЮПИЛ

11.00.09 - метеорология,климатология и агрометеорологии'

А 3 Т О Р В -5 5 Р А Т

1

диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург - 1996

Диооертсщил ЛЕЛяетоя рукопиоыо.

Работа выполнена на кафедре метеорологических прогнозов Гоооийского Гидрометеорологического института. Научный руководитель : доктор географических наук, профессор

Воробьев Валерий Игоревич. Научный консультант : кандидат фиэико-математичеоких наук,• доцент

Русин Игорь Николавич. Официальные оппоненты: доктор географичеоких наук, профессор

Кондратович Казимир 'Ёячеславович, кандидат фиэико-математичеоких наук, старший научный оотрудник Довгалюк Юлия Александровна. Ведущая организация : Военная Инженерно-Космическая Академия

им. А. Ф. Можайокогс. Защита диссертации ооотоитоя ¿1-3) М 199Б года в 1Б

чаоои 30 минут на заседании диссертационого оовета К. 063. 19. 01 Росийокого Гидрометеорологического института. ¡.

Адрео: 19Б196,г. Санкт-Петербург, Малоэхтинокий пр. , д. 90, РГГМИ.

0 диооертацией мокно ознакомиться в библиотеке РГГМИ.

Автореферат разослан " 10 " апреля 1996 г.

Ученый оекретарь ^

Специализированного Оовета к. ф.-м. н. ,

доцент / ^Еникеева В. Д.

Тип. ЬЛС -¡'.к Ьс С б 1л к

л.

- 3 -

ОКЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЕОТИ

Актуальность теми.

Вопроси горной метеорологии и взаимосвязи климата, ноге/1,:' и рельефа до настоящего времени представляются недостаточно изученными. Это связано о трудностями обора необходим" к данных и условиях высокой горизонтальной неоднородности подстилающей поверхности. Но не меньшее значение имеет и отсутствие методики анализа связи метеоролгических характеристик с элеметами рельефа.

Решение вопросов горной метеорологии имеют большое значение для ветроэнергетики, транспорта, авиации и сельского хозяйства. Республика Эфиопия принадлежит к числу стран вся экономика которых связана о гористым характером местности. Только горы в этом самом засушливом на еемле климатическом районе позволяют вести активную сельскохозяйственную деятельность.

Цель работы.

В настоящей работе решают« три фундаментальные задачи. Первая оостоит в построении цифровой модели релье-фа Эфиопии . Вторая задача - доказательство существования и количественная оценка овяэей между конвекцией и элементами поля рельефа. Третья задача - установление количественной связи мекду ха-рактрисиками поля влажностч и рельефом. Решение этих задач будет способствовать созданию единой методики синоптического анализа атмосферных явлений в горах.

Использование материалы и методика исследования.

Методика исследования основывалась на использовании ои-ноптико-отатиотического и факторного анализа.

В работе использованы уникальные материалы, собранные в пооледие 20 лет метеорологическим департаментом республики Эфиопии. Это ряды приземных наблюдений на гуотой оети агрометеорологических станций, обобщенные ряды на 10 синоптических станциях, усредненные по месяцам и по годам. Для контроля привлекались обобщенные данные за период о 19Р8 по 10БЭ года.

Отдельного упоминания заслуживают детальные данные о высоте рельефа Эфиопии, полученные специально для данной работы.

Научная новиона.

Факт существования воэдейотвие рельефа на климат и погоду

Эфиопии качественно известен, но каких-либо попыток его объяснения или количественного поучения до сих пор не предпринималось. В работе впервые проделан полный анализ рельефа горной отреши применительно к задачам мевометеорологии: подобран подходящий шаг сетки, сняты и проконтролированы данные о высотах рельефа, получены отатиотические характеристики высоты и уклона рельефа Эфиопии.

В работе доказано,что ооадки над Эфиопией носят исключительно внутриклассовый ливневой характер. Установлено ,что'ко-' личеотво ливневых осадков над горной страной может быть раочитано по общепринятым синоптическим методам, а ¡значит механизм образования ливневых ооадкев над горами не отличаетоя от того, который существует над равниной. Отличие гор от равнин состоит только в формировании поля влажнооти. В работе показано, как влияет рельеф на распределение водяного пара по горизонтали и объяснено, почему максимум осадков приходится на середины наветренных склонов.

Практическая ценнооть

Получение результатов в этой области будет споооботвовать улучшению прогнозов погоды, совершенствованию методики переноса загрязнений, совершенствованию оценок водного и теплового баланоа. Исходя иэ этого можно сказать, что задача изучения связей рельефа и атмосферных процессов имеет важное прикаЛад-ное значение и определенный научный интерео.

Аппобация и публикации. ■ .

Диссертация докладывалась и обсуждалась на научных оемина-' pax кафедры метеорологических прогнозов РГГМИ. По материалам диооертации подготовлен доклад на Ваеросоийокую научную конференций ю "Современная география и окружающая ореда"( КГУ,сентябрь 1996 г. )

Объем и структура работы.

Диссертация состоит иэ введения четырех глав,заключения и описка литературы. Объем работы 119 страниц,включай ЕЁ рисунков и 22 таблицы. Описок литературы ЙБ наименований.

В первой главе приведен краткий фиоико-географичеокий очерк Эфиопии, небольшой обзор основных вьтодов горной метеорологии и методичеоких принципов, Использованных в данной работе. Во второй главе на основе анализа данных по высотам рельфа,отимиэации сетки и раочета уклонов поотроена цифровая

- Б -

модель рельефа Эфиопии.

В третьей глазе рассмотрена зависимость количества ливневых осадков от значений метеорологических величин, наблюдаемых на метеорологичеоких г.риэемкык станциях и установлено,что эта вакиснмооть прослеживается по метерологическим данным Эфиопии.

В четвертой глазе предпринята попытка использовать полученные зависимости для анализа механизма воздействия рельефа на процессы конвекции. О помощью факторого анализа показано,что овяеь рельефа о- полем влажности проявляется через зависимость относительной влатаости от уклона. Далее показана роль переноса влаги а формировании этого механизма.

В заключение обобщаются выводы, сделанные по главам.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено постановке основной задачи исследования, объяснию количественной связи количеотва осадков в разных районах Эфиопии оо структурой рельефа отраны.

Первая глава' работы оодержит описание географичеокогр объекта и изложение методики иооледования. В первом параграфе дметоя краткая характерстика страны ■ положение, геологическое отроение, морфология рельефа, речной сети и ландшафта.

Второй параграф поовящен краткому климатическому описанию. Отмечено,что коренное отличие климата страны от оотальой чаати Северной Африки определяется оообенноотями рельефа. Метеорологическая олуиба Эфиопии выделяет оемь климатических районов. Каждый район характеризуется своим режимом осадков, который явно связан о деятельностью муосона. Однако конкретных исследований особенностей этих связей до настоящего времени не проведено. Для их изучения автор собрал и обработал данные по метеорологическим станциям опорной сети ВМО. Эти станции расположены достаточно равномерно по всей территории. Приведены таблицы этих новых данных по ооадкам, максимальной и минимальной температуре, относительной влажнооти.

Третий параграф поовящен обзору работ по горной метеорологии. Эта область метеорологии развивается не так быотро,как остальные, так как воаникагзт огромные трудности о описанием сильно изменяющегося в постраистве поля высот рельефа в горах. Важной оообеноотью являетоя и расположение метеостанций в горах. Как правило они располагаются вблизи населенных пунктов, которые тяготеют к наиболее удобным для проживания участкам

i ор!шк отран-плоскогорьям, пологим подветренным склонам. Таким образом метерологические станции могут отрагкать не вое ообен-поотп горной погоди и климата.

Извеотно,что гори оказывают влияние на оиноптичеокиа процессы, изменяют направление и скорость воздушных потоков, форм-руют местные ветры и влияют на микроклимат во счет различной ориентации склонов. Эффекты рельефа оледует изучать,имея детальные дщшые о распределении выоот, уклонов и ориентации склонов. В данной работе мы ограничились изучением только од " ной из проблем горной метеорологии- проблемы выпадения осе.дков в разных частях горной страны. Показано, что Эфиопское нагорье является динамическим барьором на пути муасонных потоков, что оказывается на выпадении осадков. Принято считать,что осадки определяются влагооодортсшием воздушных маоо, высотами и уклоном рельефа. Такие данью и были собраны для проведения иооледо- • Бания.

Бторая глава посвящена наиболее оложиому и трудоемкому в вопросу - количественному описанию поля рельефа. Было яоно, что нет возможности опиоать вое особенности рельефа, которые имеют горизонтальный маоштаб от 100 км до 100 м. Вопрос о характерном масштабе рассмотрен в первом параграфе. Принципиально важно было определить длину волны рельефа,которая нужна для описания поля среднемесячного количества осадков.

Для получения данных была попользована топографическая карта Эфиопии о масштабом 1:2000000, на которой были Черев £200 м проведены иэогипсы и отмечены отдельно все' точки максимальных и минимальных выоот. Методика работы ооотояла в оценке воли рельефа по нескольким реализациям. В нашей работе для предварительных оценок использован уровень диокретиэации данных о высотах рельефа 100 м и шаг Предварительной оъемки данных - 10 км.

В качеотве первой гипотезы о отруктуре рельефа было принято, что высоты рельефы па выбранном оечении Представляют собой олучайиую величину. Статистические характеристики получены и являются хорошим примером отатиотик для Любого оечения рельефа Эфиопии. Однако даже Проотой визуальный анализ гистог-рамы распределения значений этой олучайной величины показывает, что существуют наиболее чаото встречающиеся значения Высот. Это наталкивает На мыоль о возможном циклическом характере

рельефа. Полученные вектора были переданы в пакет "ЯТАТСЛАР", о помощью которого были расочитаны выборочные автокорреляцион-. иыо функции. По этим данным стала видно, что автокорреляционные функции меняют знак при смецрниях примерно 60 -80 км. Можно предположить наличие волны рельефа о длиной около 1Я0 -160 км.

Наличие цикличнооти в высотах рельефа создает основу для выделения характерного масштаба рельефа как длины этого цикла. Для выяснения возможной величины периода был произведен анализ периодограмм сечений. .Установлено, что отчетливо выделятся колебания на циклических частотах приблизительно 0. 03 и 0. 06. Не нее отчетливы максимумы на частотах О. 04 и О. 09. Это соответствует волнам рельефа о длинами 48,16,С4 и 18 шагов сетки. Наибольшие амплитуды гармоник приходятся на волну 16 шагов (циклическая частота О, 05). Эту волну (160 км) и можно принять оа характерный масштаб рельефа.

Во втором параграфе принято, что рельеф можно представить п виде оуммы периодической компоненты ,состоящей иэ 'гармоники о периодом 16 шагов исходной оетки , и случайной величины .имеющей нормальное распределение о нулевым средним и известным стандартным отклонением. Для такого модельного процесса предотпвляется возможным провести анализ и вменить необходимый шаг сетки для снятия ооновного маооива данных. Определение производных рельефа производилось по центрально-разностной схеме Вклад случайной ошибки в результат чиоленного дифференцирования оценен по дисперсию олучайной величины, которая получится при подстановке случайных слагаемых в формулу центрально-разностного дифференцирования. Суммарная ошибка зависит от шага оетки не монотонно : при олишком малых шагах она возрастает вследствие вклада случайной компоненты, а при больших шагах - вследствие роста ошибки аппроксимации.

Анализ результатов показывает, что погрешность определения уклона рельефа по ебщедоотунным данным оказывается значительной. При оптимальном значении шага равном £0 км вклад в ошибку примерно поровну вносят как погрешность аппроксимации, так и влияние случайного шума. Но случайный шум образован изменениями рельефа на расстояниях примено Э-4 шага исходной оетки то есть процессам маоштаба СО-40 км. Эти процессы относятся уже к более крупному маоштабу топографических карт и

обычно считаются локальными при прогнозировании погоды. Поэтому данные о высотах рельфа были оняты через 20 км , но nepezi расчетами дополнительно отлаживались, чтобы удалить мелкомасштабный шум.

Сглаживание производилось с помощью пакета программ "SURFER", который обеспечивает расчерчивание цифровых таблиц. В пакете используетоя метод взвешенной изотропной интерполяции. Ооновная процедура состояла d применении интерполяции данных на туже сетку но оо сглаживанием, которое обеопечивает пакет. Такая процедура очень похожа на то, как работает синоптик, когда расчерчивает исходное поле метеоролоических величин. Для уточнения, помимо данных, снятых с сетки,привлекались вое максимумы и минимумы обнаруженные на Карте. Результаты 'интерполяции получены для двух вариантов оеток. В первом варианте интерполяция оо сглаживанием производилась на ту же оетку, что и исходная оетка ?6*Б0 точек.

Во втором варианте интерполяция производилась на оетку оо вдвое большим шагом (через 1 уэел).Эта сетка имела 38*29 уэ-лов. В этом случае эффективный шаг сотки (40 км) отвечал наиболее оущеотвенному опектральному макоимуму рельефа и в. тоже время количество узлов (около Б00) было наиболее близко к рекомендованному в пакете "SURFER" для вооотановления топорафи-чеокого иэобрахения поверхности. Сравнении вариантов показало, что цифровая модель 30аП9 лучше отражает отруктуру крупномаош-табного рельефа. - .

Цифровая модель рельефа Эфиопии послужила ооновой для нахождения важных • для метеорологии характеристик составляющих градиента выоот рельефа , которые ми будем сокращено называть уклоном рельефа. На оонове иэвеотных формул конечно-раоноотно-го дифференцирования получены статиотичеокие характеристики уклонов при различной экспозиции оклона. Они позволяют сделать вывод о том, что на VBZ территории Эфиопии уклоны малы (до ЭОО м на 40 км) и не вносят вклада в ореднее значение. Наибольший вклад в формирование поля уклонов вносят средние градации (более 460 и менее 900). 9ти уклоны зешимают по площади около 26 Z территории . Очень большие уклоны (более 900 и до 1600) территориально занимают менее одного процента территории и вносят вклад не более,но и не менее существенный, чем малые уклоны.

В третьей главе расмотрены физические и синоптические ар-

г уме ит ii, позволяющие начать обосновелиме связи между количеством осадков и приземными метеорологическими характеристнкгчмми. Широко распространено мнение, что осадки над Эфиопией являются конвективным ливнями. Это утверждение с дальнейшем будет подтверждено нами в главе 4. Для расчета количества ливневых осадков о успехом попользуется прогностическая методика, разработана Е. М. Оловой. Она .имеет оправдыыаемость в прогнозе на 12 часов до t'iGZ и рекомендуется дли диагностических расчетов при анализе сшибок прогноза'осадков . Именно зтот метод и будет попользован при поотроенин климатической модели осадков над .Эфиопией.

В первом параграфе рассмотрен вопрос о возможности получения разумных величин осадков при использовании климатических данных. Для успешного применения метода Орловой необходимы данные радиозондирования. Эти данные для ¡Эфиопии отсутству-мт. Поэтому возникает вопрос об оценке характеристик свободной атмосферы над Эфиопией по климатическим данным соседних аэрологических станций. ¡Эта эад&ча может быть разрешима, так как имеютоя дьа важных фактора, которые характерны для Северо-Воо-точной Африки.

Первым фактором является наличие периода дождей, который приходится на июль и август каждого года. В эти месяцы дождь ливневого характера бывает практически ежедневно. Согласно климатическим данным число дней о осадками в Аддис-Абебе в июле составляет 25-28 дней из 31. В эти дни ливни идут практически и одно н тоже время около 1? чаоов . Это означает, что "климатический радиозонд" ооетавленый по средним данным июля или ав-гуота должен быть пригоден для прведения расчетов ливневых ооадков по методам, используемым в оиноптичеокой метеорологии.

Вторым фактором является сравнительная однородность данных по свободной атмосфере над зтим регионом. Данные за июль по климату свободной атмосферы для двух пунктов радиозондирования, ближайших к территории Эфиопии и относящихся к различным географическим районам (Найроби,Хартум), показывают, что расхождения величин температуры и влажности в свободной атмосфере следует признать малыми и всю область считать малоградиг ситной.

Во втором параграфе продемонстированы расчеты количества ооадков по методу Орловой на основе климатических данных и показано, что метод Орловой позволяет объяснить существующие не-

личины ооадков во влажный период в Эфиопии на оонове климати-чеоких данных.

В третьем параграфе проведен анализ возможных овязей между приземными метеорологическими характеристиками и количеством осадков. Приземные наблюдения - ото основной вид доступной' метеорологической информации, а ооадки-главный климатообразуто-ший элемент в этом регионе. Эмпиричеокую связь такого рода давно предложил О. А. Дроздовч. Теоретически она получона И. Н. Руси-ным на оонове нескольких упрощающих предположений Вопервых, ' очитаетоя,что тропоофера политропна. Во-вторых, что конвективно неустойчивый олой раопроотраняетоя от подотилоюшрй поверх-ноти до уровня конденсации. В-третьих, едолагаетоя линейное возрастание влажноадиабатичеокого градиента' о высотой. -

Все эти предположения о большой точноотыо выполняются, в регионе Оеверо-Вооточной Африки. Следовательно должна оущеот-вовать зависимость между количеством ооадков еа один ливень о приземными метеорологическими данными о влажности и' оредним вертикальным градиентом температуры в овободной атмоофере. Эта овязь сильно нелинейна и ,по И.Е Руоину,имеет' вид

; %-. То

Одесь ^ -количество ооадков,интесивнооть 1«эторых - С/' , а продолжительность Т . Ьсличиныр и £ -размерные постоянные, й соответственно средний . градиент температуры в тропоофере и влажноадиабатичеокий градиент неу уровне конденсации, ^ - мао-оовая доля водяного пара у земли, + - относительная влaжнooт¿. Эти формулы показывают, что количество ливневых ооадков зависит через их интеноивнооть только от влажпооти воздуха у земной поверхности и градиента температуры в овободной атмосфере

В четвертом параграфе решается вадача проверки этой теоретической зависимости между количеством ливневых ооадков и приземными характеристиками влажнооти по данным Эфиопии. '

Для ознакомления о характером зависимостей проведены расчеты и построены графики. Соглаоно раочетам эавиоимооть коли-

чбства ооадков от температуры пряная и очень' сильная, но не5а1нейная, так кш-; температура влияет через' насыщающую влад-liooib. Оавидимость Количества осадков ОТ' относительной влакноо-тн'проявляется,череэ высоту уровня кондесащмг , причем она силь-нд нелинейна. Зависимость' от градиента температуры в свободой атмосфере является достаточно сильной, но сом градиент температуры в этом районе равен примерно G. 3 'градуса на километр высоты и меняется мало. В líe лом можно считать, что приведенные третьем параграфе формулы качественно правил^о отражают признанные синоптиками эавиоимоти Количества осадков от устойчивости атмосферы и'увлажненности подстилающей'поверхности.

На основе полученных формул'проанализированы особенности режима осадков в Эфиопии для сухого 'и" влажного периодов. Для этого был проведены раочетьГпо данным; которые автор ообрал по литературным источникам и уточнил'По имеющимся в его распоря^ жении данным наблюдений на станцияК. Во-первых, следует отметить, что оокономерности июля выражены более четко. Это не удивительно, так как в июле ливневые дожди идут в Эфиопии практически' везде и во многих Пунктах ежедневно, то есть условия вывода формул по климатическому радиозонду выполняются хорошо. В январе осадки бывают" очень редко и ясно, что распределение температуры и влакнооти' ri ойободной атмоофере в дни' о осадками может быть отличный'от* средних условий; Во-вторых, показано, что станции по ооаДкам яйно разбиваются на группы, для которых оледует иогсать равные коэффициенты: Это так«; не удивляет, так как в оперативной практике Эфиопокой' метеорологической службы давно известна' необходимость районирования. В-третьих, можно убедиться, ч¥о, п'о-мере учета Воех возможных факторов,результаты раачетов улучшаемся".

В четвертой главе мы coopeflOTO'íMtfab и5з изучении причин формирования поля Ьлажн'ооти над' ЭфгЛэпйей. Климатические данные о среднемесячной колиЧеотй ооа^ов не дайзт представления об их виде. В первом' параграфе отвеФ на вопрос о виде осадков о высокой надежностью полуЧеН йа оонове ИзвеоТИой овязй вида осадков о формами облаков, йэ которых они выпадают.

О целью определения вида преобладающих осадков, выпадающих на территорию Эфиопии в дождлйвый сезон, была расочитана Повторяемость облаков различных форм над Северо-востоком Африки в дождливый период (июнь-сентябрь) по спутниковым данным

- 1 я -

за 106Б-1&71 годы. 1-аочеты проведены для территории .ограниченной меридианами 16 и БО градусов восточной долготы и параллелями экватора и 30 градуса сворной широты.

Установлено,что во всех широтных зонах преобладает конвективная облачность. Особенно велика повторяемость кучеводол;-девой облачнооти в сочетании о другими формами облаков и куче-вообразной облачнооти . По мере приближения к экватору возрастает повторяемость кучево -дождевой облачности в сочетании с другими форм&и и уменьшается повторяемооть кучевообраэной облачности.

Таким образом ми считаем доказанным,что над Северо-Восточной чаотью Африки преобладает обл&чиооть, воэиикноьеио которой аьязано с конвективными вертикальным движениями. Суммарная повторяемость ее форм в зависимости от широтной зоны изменятся в пределах от до 97%. Отоюда следует ,что осадки выпадающие г; Северо-восточной Африке имеют ливневой характер.

Цель второго параграфа оостояла в том,чтобы выявить зависимости, существующие между такими характеристиками рельефа, как высота и составляющие градиента выооты рельефа и характеристиками влажности. Для этого были использованы данные о количестве осадков,максимальной температуре и относительной влажноати в дневные часы месяцев, наиболее характерных для оезоиа дождей (июль, авгуот) в оочетании о характеристиками рельефа (выоотой и уклоном) . &ти величины были подвергнуты процедуре факторного анализа с целью выявления взаимосвязанных комплексов. На основании оравнения долей дисперсии мы ограничилиоть четырех-компонентной моделью совокупности без потери 00 % дисперсии. Основным результатом факторного анализа является матрица нагрузок пооле вращения факторов, В результате независимые,но плохо интерпретируемио Факторы преобразуются в зависимые факторы, но хорошо интерпретируемые и имеющие минимальную диспер-оию при '.'отырех компонентах.

Обнаружено, что первый главный фактор должен интерпретироваться как температура, а четвертый ф>актор - как осадки. Эти факторы коррелированы и прежде всего сами о собой и затем друг с другом. Это означает, что существует общая причина изменений температуры и осадков. Анализ таблицы корреляций факторов показывает, что на них окизывает сильное влияние высота рельефа. Таким образом подтверждается известный вывод о том,что вы-

- гз -

сота станции,температура днем и количество осадков в горных районах сильно зависимы. В третьей главе мы указали причины этой зависимости. О высотой в горах воздух оказывается гораздо влажнее и теплее у подстилающей поверхности,чем на той же высоте в атмосфере. Это приводит к усилению ливней.

Наиболее важно и интересно то,что второй й третий факторы оказались почти в равной степени связанными о уклоном рельефа и относительной влажностью. Именно здеоь на наш взгляд прослеживается причинно-оледотвенная связь рельефа .и режима влажноо-ти. Действительно,синоптически очевиден факт,что ливневые осадки различны на склонах гор с разной ориентацией . Но он не получил подтверждения при анализе количества осадков. Вато корреляция второго и третьего факторов между собой приводит к выводу,что относительная влажность склонов гор Эфиопии различной ориентации может быть существенно разная.

В третьем параграфе дана физическая трактовка наличия связи относительной влажности и уклона рельефа . О помощью уравнения баланса водяного пара в столбце атмосферного воздуха от нижней до верхней границы атмосферы показано, что при конвергенции воздушного потока возникает накопление водяного пара

к,

над местом наибольшего значения конвергенциии?уменьшение пара над местом наибольшей дивергенции . В горах такими учаотками являются средние участки наветренных склонов ,где конвергенция макоимальна, и средние участки подветренных склонов, где максимальна дивергенция.

В работе произведена проверка последнего вывода, опираясь только на имеющиеся данные о климатических характеристиках Эфиопии и ее рельефе. После несложных преобразований уравнение баланса водяного пара может быть проинтегрировано и зависимость относительной влажности от высоты примет простую форму и легко выражается словами. Она означает, что если встать спиной к ветру, то влажность, воздуха впереди будет больше при росте высоты и меньше при падении высоты. Иначе говоря , влажность в горах всегда растет о высотой.

Для проверки из всех отанций, для которых были известны значения влажности, были собраны пары отанций . Пары подбирались так, чтобы ветер в июле был направлен от первой станции пары ко второй. Для всех пар составлялись отношения высот рельефа и значений наблюдавшихся относительных влажностей. Ре-

зультаты.расчетов отнесений выаот1и отношений влажиостой в парах в подавляющем большинстве случаев ооглаоуютон о выводами качественного аналиса уравнения баланоа водяного пара.

Прэдставляетоя, что механизм влияния горного рельефа на влажность.и ооадки по,результатам нашего иослодования такова: ,Б горных, районах Эфиопии распределение влаююоти иаьионт от направления ветра и рельефа так, как следует из уравнения баланоа водяного пара - на оредих частях наветренных шглонов возникает дивергенция и возраотает ьла-таооть, а на средних чаотях подветренных оклонов влажнооть падает. В ооответотвие о законами развития конвективных осадков в меотах возрастания концентрации водяного пара увеличивается выпадение осадков ливневого характера. Эти факторы в качественной форме опиоыва-лиоь и ранее, нам представляетоя, что в этой работе охемэ развития ливней в горах удалось придать количественную определенность, хотя .конечно, необходимы более тонкие чиоленные эксперименты на оонове более полного комплекта данных.

ВЫВОДЫ

1. Рельеф реопублики Эфиопии имеет характерный масштаб преобладающих волновых изменений высоты с длиной примерно 160

4

км. Это пзволяет очитать достоверными оценки дифференциальных .характеристик по . оетке данных, онятых через ЁО км о карты маоштаба 1: 2000000. Раочет градиента уклона рельефа можно произвести по известным центрально-разностным формулам, хотя при мтом возникает значительная погрешность, Ьследатвие которой только уклоны более 100 м на 10 км можно очитать достоверными.

С. Разработана методика поотроения цифровой модели рельефа Эфиопии,основными компонентами которой «влялиоь: онятие данных о локальных максимума^ и минимумах и совмещение их о данными снятыми на регулярной оетке; отруктурний контроль,чтобы избежать искажения основных особенностей изолиний рельефа. 1 3. основе цифровой модели построены таблицы уклонов

рельефа по територии Эфшюи и показано, что ооновной вклад в формирование среднего рельф«а вносит не болео 26 % территории, где значения уклона превышают 100 м на 10 км. Установлено, что в экспозиции уклона нет существенных преобладающих направлений.

4. Получены рабочие формулы для оценки интенсивности и количества ливневых осадков в Эфиопии по приземным данным мете-

ос ™ и градиенту температуры 3 тропос^ре.котор,,-пр&пильно количественно стР™ представления синоптика о и'чкторах, елияю1цих „а величину .осадков: наиболее важной яв„.тоя . РОЛЬ влажности на уровне конденсации, которая зависит ог приемной температуры и относительной влажности; однако роль степени неустойчивости тропос^ры такле представляется значитесь-ной.

Б. Предварительные расчеты показывав, что расчиташще по габрим формулам величины легко поддайся статистическому уточнению при получении зависимостей по станциям, так как свя-ш теоретических и' фактических и фактических осадков линейны

С. Облачность и осадки над Эфиопией имеот конвективную природу и подобны виутркмассовой облачности и ливневым осадим

V. Количество осадков тесно связано с локальным метеорологическими переменными и не имеет прямой связи с уклоном релье-<Ь и ориентацией склонов, тогда как зависимости относительной влажности от уклона рельеф и его-ориентации существует

0. Зависимость количества водяного пара у земной поверхности над горами от уклона рельефа имеет физически понятную природу. Она означает,что трение над горами создает дивергенцию ' воздушных масс и накопление в воздухе водяного пара над -редкими частями наветренных склонов. Б простейшем виде она выражается Равенством - отноаения массовых долей водяного пара в пунктах,расположенных цо воздушному потоку, „ отношения высот «их пунктов. В выборке данных наблюдений имеются многие случаи, подтверждающие справедливость этого вывода.

г5;кол тт?~у :-?нгуосие

АВТ0Р5МЕРАТ

Подписано в печать 10. 04. 96. -Гормят ^Ок'М 1/16

Неч. л. !. j. Тир. 100 ек?. 65 РГГМИ. 191?! с-5, Малосхтннокий пр. я. 99.

Тип. "АС