|
А далее пошла специальная,
научная информация для тех, кто хочет по-настоящему изучить климат региона.
Климат. При составлении этого раздела
использованы публикации Б.М. Беленького (1967) Д.Н. Водовозовой (1969),
Б.А. Яковлева (1961), автора (Околов В.Ф. ,1967) а также результаты
наблюдений на метеорологических станциях Хибины (абсолютная высота 134м),
Кировск (360 м), Апатитовая гора (360 м), Юкспор (910 м) и Центральная
(плато Расвумчорр, 1050 м). Первая из них расположена в предгорьях Хибин
вблизи озера Имандра, вторая и третья - на дне горной долины, две последних
- на плато в пределах промышленной зоны ОАО "Апатит". Особое
внимание уделено тем показателям, которые определяют условия работы и жизни
человека, а также условия возникновения опасных природных явлений и процессов.
Климат Кольского полуострова определяется его широтным положением,
близостью зоны активного циклогенеза (район постоянно находится в зоне
прохождения циклонов с Северной Атлантики), близостью морских акваторий,
одни из которых круглогодично свободны ото льда, другие круглогодично
покрыты льдом, влиянием расположенных южнее материков. По схеме
климатического районирования России (Мячкова, 1983) Кольский полуостров
находится в атлантико-арктической области умеренного пояса.
В Хибинах совмещаются черты регионального и местного, горного,
климата. Нижняя часть внешних склонов Хибин испытывает термическое влияние
окружающих равнин. Более высокие участки внешних склонов и все склоны
внутренних долин имеют значительные особенности метеорологического режима,
отрастающие их относительную высоту и ориентацию к солнцу и господствующим
потокам воздуха. С увеличением высоты с одной стороны увеличивается влияние
верхних слоев воздуха и облачного покрова, за счет чего снижается
температура, возрастает относительная влажность, уменьшаются амплитуды
колебания этих элементов. С другой стороны, в малооблачные периоды
возрастает разница в приходе солнечной радиации на склоны разной высоты и
экспозиции. С высотой возрастают количество и интенсивность осадков,
скорость ветра, интенсивность метелевого переноса снега, туманов, отложений
гололеда и изморози, то есть явлений определяющих условия работы человека.
Недаром плато Расвумчорр, где расположен рудник Центральный, называют
второй Антарктидой.
Роль циркуляции атмосферы в климате
Хибин ярче всего представлена значительным отепляющим влиянием Атлантики. В
зимний сезон движение циклонов направлено в основном к востоку. Их
траектории проходят над Норвежским и Баренцевым морями. Благодаря приносу
ими теплого воздуха на Кольском полуострове преобладает сравнительно
высокая температура. Однако теплые воздушные массы часто сменяются более
холодными, затекающими в тыл циклонов. Кроме того, холодный воздух может
поступать из Сибири по южной периферии антициклонов и северо-западной периферии
циклонов. Если при этом воздух проходит над Баренцевым морем, он успевает
прогреться, и значительного понижения температуры на Кольский полуостров не
приносит. Существенна роль дальнейшего выхолаживания воздуха в устойчивых
антициклонах, иногда формирующихся над Кольским полуостровом; такая
ситуация приводит и к снижению осадков. В июне-августе интенсивность
циклонической деятельности над Северной Атлантикой снижается; идущие отсюда
циклоны отклоняются к югу. Соответственно увеличивается число ситуаций, при
которых на Кольский полуостров поступают сравнительно теплые и сухие
воздушные массы континентального происхождения или морской воздух,
испытавший существенную трансформацию над континентом. Прохладную погоду
приносят частые вторжения воздуха с Баренцева моря, еще более прохладного -
мощные вторжения воздушных масс из Арктики. Экстремальные погодные условия
в Хибинах отмечаются при определенных отклонениях в системе атмосферной
циркуляции. Холодные зимы связаны с отклонением к югу путей циклонов, что
дает возможность воздуху Арктики длительно находиться над Кольским
полуостровом. Аномально теплая погода зимой обуславливается отклонением
путей циклонов к северу от полуострова. Особо теплые условия летом
возникают при усилении выноса на Кольский полуостров континентальных
воздушных масс с юга, а особо холодные - при устойчивой адвекции с севера,
причем атлантические циклоны, проходя чередой южнее полуострова,
препятствуют проникновению сюда теплых континентальных воздушных масс. В
переходные сезоны атмосферная циркуляция над полуостровом менее устойчива.
Осенью преобладают воздушные массы атлантического, зимой - арктического
происхождения.
Радиационный баланс характеризует
количество солнечной энергии, поступающей к поверхности земли, а вместе с ним
- многие особенности климата Хибин. Наиболее просто уравнение радиационного
баланса R может быть представлено так: R=Бк -Еэ, где Бк - баланс солнечной
коротковолновой радиации, равный разности притока суммарной (то есть прямой
плюс рассеянной) радиации Q на данную поверхность и отраженной этой
поверхностью ее части r. Величина r зависит от отражательных свойств
поверхности; отношение (Q/r есть альбедо поверхности). Величина Eэ - это
разность длинноволнового (теплового) излучения поверхности и встречного
излучения расположенного над нею слоя воздуха. Максимальная величина
приходящей коротковолновой радиации, обозначаемая символом Q0, достигается
при безоблачном небе. На широте Хибин она равна 113 ккал/см2 год.
Действительные значения Q меньше, поскольку часть солнечной радиации
отражается облачным покровом . 1). На плато величина Q несколько меньше,
чем в предгорьях Хибин, поскольку над горами чаще держится плотная
облачность. Величина r определяется свойствами подстилающей поверхности,
которые весьма различны для верхней зоны гор и их подножья вследствие
неодинаковых сроков залегания снежного покрова и состояния снега. На плато
снег более чист, поэтому имеет более высокое альбедо. В результате, в
районе метеостанции Хибины Бк = 46 ккал/см2 год, а на плато Юкспор -Бк =33
ккал/см2 год. По этим сведениям и по значению Еэ, найденным в справочной
литературе, определяется величина радиационного баланса R Хибинские плато
получают примерно в три раза меньше тепла, чем предгорья (главным образом,
за счет более длительного залегания снега, отражающего коротковолновую
радиацию). Определение радиационного баланса склонов намного более сложно,
чем для горизонтальных поверхностей. Проще устанавливается поступление на
склоны суммарной радиации и, что позволяет при наличии сведений об альбедо
судить и о балансе коротковолновой радиации Б1к. А знаний величины Б1к для
ряда задач достаточно. Различия в энергоснабжении склонов наиболее
существенны в месяцы с низким положением солнца, причем на южных склонах
возрастание их крутизны приводит к увеличению, а на северных - к уменьшению
энергообеспеченности. С увеличением высоты солнца различия в
энергообеспеченности горизонтальной поверхности и склонов всех экспозиций
уменьшаются. Различия сравнительно малы для горизонтальной поверхности и
склонов западной и восточной экспозиций при всех углах наклона. Именно эти
черты распределения суммарной радиации в значительной степени ответственны
за экспозиционные различия многих природных явлений - положения верхней
границы леса, подготовки схода лавин разных генетических типов и т.п. В
зимние месяцы величина вертикального градиента невелика, что связано с
наличием на дне долины слоя радиационного выхолаживания воздуха, или
инверсии температуры, достигающей величины +1° /100 м.
Температура воздуха. В январе -
феврале на плато временами бывает на 5-6° теплее, чем в Кировске. С
приземными инверсиями температуры связаны периоды особо сильного задымления
и загазованности воздуха в районах промышленных площадок и в карьерах.
Повышение значений вертикального градиента температуры в мае-июне
объясняется тем, что на дне долины в это время снежный покров уже стаивает
и земля активно прогревается солнечными лучами, а на верхних участках
склонов и на плато еще лежит снег, отражающий солнечные лучи. Для развития
растительности, схода лавин, водо-снежных потоков и т.п. имеют значение
межсуточные разности температуры, особенно - изменения температуры,
превышающие 10° за сутки. Резкие похолодания возникают в Мурманской области
при вторжениях холодного воздуха и при образовании приземной инверсии, а
потепления - при разрушении такой инверсии вторгающимися массами теплого
воздуха. Оттепели (дни со среднесуточной температурой выше 0°) в предгорьях
Хибин начинаются в марте и становятся обычными в апреле, а на плато - на
месяц позже. В некоторые годы на плато летом бывают заморозки (понижение
средней за сутки температуры ниже 0°); в предгорьях же таких заморозков в
летние месяцы не бывает.
Осадки в Хибинах весьма обильны,
поскольку Кольский полуостров находится на пути циклонов. На метеостанции
Хибины годовая сумма осадков равна 650 мм, на плато Юкспор - 1340 мм, на
еще более высоком плато Расвумчорр - 1600 мм. Как видно, с высотой
количество осадков возрастает неравномерно: между станцией Хибины и плато
Юкспор соответствующий градиент (плювиометрический) равен 80 мм/100 м, а
между плато Юкспор и Расвумчорр - 180мм/100 м. В холодную половину года
нарастание осадков с высотой происходит еще сильнее: до высоты 800 м
плювиометрический градиент равен 80мм/100м, в интервалах: - высот 800-900 и
900-1000 м - 160мм/100м и 200мм/100м. Поэтому, например, лавинная
опасность, метелевый перенос снега и другие неблагоприятные явления зимнего
периода резко нарастают с высотой. Летом плювиометрический градиент
несколько выравнивается; его значения по упомянутым интервалам высот -
40,60 и 120мм/100м. Суммы твердых осадков от года к году могут сильно
отличаться от средних многолетних, с чем связано и изменение активности
многих неблагоприятных природных явлений. Максимальные значения суммы
зимних осадков превышают среднюю более чем на 30% примерно 1 раз в 10 лет;
для летних осадков такое отклонение вероятно 1 раз в 5 лет. Для схода лавин
из свежевыпавшего снега критической величиной являются осадки
интенсивностью 10мм/сутки и более, для возникновения дождевых селей -
50-80мм/сутки. Повторяемость твердых осадков 10мм/сутки и более в Хибинах
весьма высока (в среднем 6 дней за зиму). Ливневые сели вероятны в Хибинах
в среднем не реже чем 1 раз в 50 лет. Местами в горах, особенно - у
наветренных склонов локальные суммы осадков могут быть существенно выше
фоновых.
Ветры в Хибинах весьма сильны. На
плато средняя годовая скорость ветра превышает 5 м/с, средняя за месяц
достигает 8-9 м/с, число дней со скоростью ветра более 15 м/с - около 40 за
год. Преобладают порывистые ветры; мгновенные скорости порывов на плато
Юкспор достигают 60 м/с, на плато Расвумчорр - 80 м/с. Средняя за десятки
минут скорость ветра в районе рудника Центральный - до 40 м/с. В долинах и
предгорьях средние месячные скорости ветра зимой меньше, а летом - примерно
равны скоростям на плато. Намного меньше и предельные скорости ветра .
Направления ветра в верхнем ярусе гор зависят от господствующих
направлении воздушных потоков в свободной атмосфере. На плато Юкспор
наиболее характерны ветры западных направлений; повторяемость ветров
С,СЗ,ЮЗ направлений - по 16-18%; наиболее редки (9-10%) ветры восточной
четверти горизонта.
В долинах господствуют (до 60-70% всех случаев) продольные ветры.
Некоторые из них имеют стоковый характер; такие ветры, наблюдаемые во время
затишья на плато, связаны с различной температурой воздуха в верховье и в
низовье долины.
Снежный покров на плато Юкспор в
среднем возникает 10 сентября (а 7 октября - устойчивый) и сохраняется до 3
июня (сплошной) и 20 июня (пятна). Средняя продолжительность залегания
устойчивого покрова - 250 дней. В районе Кировска средние рубежи
существования устойчивого покрова - 20 октября и 28 мая - заключают между
собой 221 день. Распределение снега в горах весьма неравномерно и зависит,
от ветра, рельефа склонов, характера растительности. С плато сдувается
около 40% выпадающего снега; средняя из наивысших декадных толщина покрова
на плато Юкспор - около 140 см, максимальная -220 см. Метели во время
снегопада начинаются при скоростях ветра 4-5 м/с, а при 5-6 м/с может
происходить дефляция поверхности ранее выпавшего снега, если он не успел
сильно уплотниться. При скорости ветра 10м/с разрушается поверхность даже
сильно уплотнившегося снега. В соответствии с распределением ветра, с высотой
число метелей увеличивается; на плато Юкспор в ноябре-марте число дней с
метелью равно 15-20, средняя продолжительность метели - 8,5 часов. При 70%
метелей интенсивность переноса снега не превышает 1 г/см2 мин; но бывают
метели, когда эта величина превосходит 5-6 г/см2 мин. В результате частых и
сильных метелей, большинство которых происходит одновременно со снегопадом
("общие метели") существенно изменяется распределение снега в
сравнении с распределением осадков. На склонах высота снежного покрова нарастает
снизу до верхней границы леса, а выше падает за счет метелевого сноса и
лишь на самом верхнем участке склона может возрастать вновь вследствие
приноса сюда снега с плато. В резких понижениях рельефа дна и склонов долин
происходит метелевая аккумуляция снега; его толщина может здесь достигать
3-5м, а местами - и 10-12м. С ними соседствуют возвышения, которые почти
всю зиму оголяются от снега ветрами. Такая пестрота распределения снежного
покрова влияет на процессы физического выветривания, на распределение
растительности и процессы почвообразования. За зиму на дне хибинских долин
через один погонный метр фронта метели переносятся сотни, а на плато - до
1000-1200 м3 снега. Дополнительный принос снега метелями равнозначен
утроению - учетверению суммы твердых осадков на участках его особо
интенсивного накопления. Это вызывает перегрузку склонов снегом и большую
повторяемость лавин, а также и существование у кромки плато
перелетовывающих снежников и даже четырех ледников, имеющих (по В.Ф.
Перову, 1968) площадь 0,015-0,030 км2. Для разрастания горного оледенения в
Хибинах достаточно удвоения-утроения количества твердых осадков или
похолодания, соответствующего опусканию нижней границы ионосферы на 300-400
м.
Характеристика климатических сезонов.
Существует несколько подходов к разделению года на сезоны на основе
различных климатических показателей. Для Хибин в интересах общих
географических исследований удобнее всего использовать
ландшафтно-климатические критерии и считать, что в лесной зоне лето
ограничено датами перехода средней суточной температуры через рубеж +10°, а
в горной тундре - переходом средней минимальной температуры за сутки через
рубеж 0°. Зимний сезон для всех уровней ограничивается датами перехода
средней суточной температуры через 0°. Переходные сезоны размещаются между
названными рубежами лета и зимы. При таком подходе лето в предгорьях
соответствует июню, июлю и августу, а с высотой сокращается и у верхней
границы леса длится лишь З0 дней. В зоне тундры лето вновь удлиняется до
3-х месяцев, во время которых здесь нет постоянного снежного покрова, а
осадки выпадают преимущественно в виде дождя. Понятно, что лето с
неравномерно: изменяющейся продолжительностью не очень привычно; но,
используя лишь критерий средней суточной температуры +10°, мы рискуем
оставить ландшафты горной тундры вовсе без лета. Зимний сезон в долинах
начинается в среднем 8 октября и продолжается до 2 мая, длясь 207 дней. С
высотой длительность зимы увеличивается на 8 дней с поднятием на 100 м и на
плато Расвумчорр достигает 260 дней. В начале зимы, в октябре и ноябре
преобладает средняя суточная температура воздуха не ниже -10°, осадки и
ветры колеблются от слабых до умеренных. Но уже начинаются метели; туман
регистрируется почти каждый день; небо преимущественно пасмурное. В
центральные зимние месяцы (декабрь-февраль) средняя суточная температура
воздуха обычно колеблется в диапазоне -5 - 15°; более низкая температура
(до -20°) нормальна лишь для февраля. В среднем, в каждый второй-третий
день отмечаются метели. Число дней с туманами - от 17 до 23. Март - один из
наиболее сухих и солнечных месяцев. Температура воздуха держится в пределах
-5 -10°. В течение почти всей зимы вероятны оттепели, но морозы сильнее
-20° редки. Осадки могут превышать 10 мм/сутки, особенно в начале зимы, а
скорости ветра в отдельные сроки наблюдений превосходят 25 м/с. В связи с
постоянно высокой влажностью воздуха часты гололедно-изморозевые явления,
особенно на верхних участках склонов и плато. Вес нарастающего льда на
проводах достигает 9 кг/м, диаметр отложений зернистой изморози на столбах
- многих дециметров. Лето на дне долины характеризуется средней суточной
температурой 5-15°, относительно большими внутри суточными амплитудами
температуры, пасмурным и полу ясным состоянием неба, слабым ветром и
частыми моросящими осадками, а также редкими (5-10 за сезон) грозами, когда
осадков выпадает более 10мм/ сутки. На плато в июне и августе возможно
снижение средней суточной температуры до 0. Зато при устойчивой
антициклональной погоде длительные периоды с температурой воздуха выше +20°
(даже на плато) и +30° в предгорьях. С такими ситуациями связаны
эпизодические засухи, вызывающие опасность лесных пожаров. Переходные
сезоны в долинах выражены лучше, чем на плато, где осенью уже выпадает, а
весной долго не стаивает снег. Весна в долинах прохладнее осени, так как
весной значительны тепло затраты на таяние снега, испарение талой воды и
прогрев грунта. Апрель и май имеют в среднем отрицательную, а
сентябрь-октябрь - положительную температуру. Но осень значительно обильнее
осадками и пасмурными днями. В оба переходных сезона преобладают слабые
ветры. Весьма характерной чертой климата Хибин во все сезоны является
переменчивость погоды. Она редко остается однообразной долее 3-5 дней, а
иногда неоднократно меняется в течение суток. Сплошь и рядом средние
величины метеорологических показателей не отвечают их модальным значениям.
|