Радиационный режим. 
Особенности климата на территории Российской Федерации за 2014 год

Солнечная радиация является главным энергетическим источником для глобальной экосистемы и одним из важнейших показателей состояния атмосферы. Для анализа изменений климата имеет значение не только слежение за радиационными потоками на верхней границе атмосферы, которые меняются сравнительно слабо, но и — в большей степени — мониторинг различных составляющих радиационного баланса земной поверхности. Нисходящая коротковолновая радиация относится к основным составляющим радиационного баланса и является важным параметром климата Земли.

На настоящем этапе в системе регулярного мониторинга анализируются коротковолновая суммарная и прямая солнечная радиация, месячные и годовые суммы которых рассчитываются по результатам измерения радиационных потоков в фиксированные сроки (так называемых «срочных» наблюдений), поступающих с актинометрической сети станций. Из двух видов актинометрических наблюдений, выполняемых по полной программе, и дающих информацию не только о суммарной радиации, но и об отдельных составляющих радиационного баланса, предпочтение отдано именно срочным наблюдениям в силу большей плотности подсети этих станций — как в начале 21 в, так и в 60-х годах 20-го столетия. Для большинства действующих станций со срочными наблюдениями (в отличие от станций, ведущих наблюдения с помощью регистраторов) могут быть рассчитаны нормы за базовый период 1961;1990 гг.

Аномалии сумм радиации рассчитаны как отклонения от норм базового периода 1961;1990 гг. и выражены в процентах от этих норм. Для оценки условий 2014 г. использовались данные 81 (из 89) российских станций со срочными наблюдениями, для которых своевременно поступила оперативная информация.

Основной особенностью глобальных многолетних изменений приходящей радиации, обнаруживаемых на территории России, является пониженное поступление радиации (возможно, обусловленное воздействием крупных вулканических извержений) в конце 80-х — начале 90-х гг. ХХ века и связанный с этим отрицательный тренд прямой и суммарной радиации, диагностируемый на интервале 1961;90гг.

Анализ региональных особенностей многолетних колебаний по данным о пространственно-осредненных аномалиях годовых сумм прямой радиации на интервале 1961;2013 гг. (рис. 9.1) показывает, что во всех рассмотренных крупных регионах России в последнее десятилетие 20-го столетия произошел возврат к значениям приходящей радиации, близким к норме. Изменения, происходящие в начале ХХ1 В., характеризуются меньшей пространственной однородностью. На территории ЕЧР наблюдается сохранение положительной тенденции, наиболее выраженное в южных районах. В Западной Сибири, Прибайкалье и Забайкалье значения прямой радиации стабилизировались на уровнях, близких к норме; на Северо-востоке в последние годы регистрируются небольшие отрицательные аномалии. В районе Приамурья и Приморья в последнее десятилетие наблюдались крупные положительные и отрицательные аномалии, и говорить об определенной направленности изменений, возможно, преждевременно. Для территории Средней Сибири, по-видимому, можно говорить о возобновлении тенденции к снижению радиации В зимний сезон 2013/2014гг. (рис. 9.2) в большинстве районов России приход прямой солнечной радиации был близким к норме: аномалии обоих знаков (южнее полярного круга) не превышали 20%. Область отрицательных аномалий занимала обширную территорию, включающую почти всю Европейскую часть России, Западную и Среднюю Сибирь.

Наиболее интенсивный очаг, величина аномалий в котором достигала −60…−80%, располагался на северо-западе ЕЧР и был связан с чрезвычайно глубокой Исландской депрессией. Причина отрицательной аномалии — низкие плотные облака и осадки,.

Рисунок 9.1 — Регионально-осредненные аномалии (в процентах от среднего за 1961;1990 гг.) годовых сумм прямой солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность.

Красная кривая показывает сглаженный ход (11-летние скользящие средние)

Отрицательная аномалия прослеживается на картах всех зимних месяцев, но в январе и феврале ее центр был несколько смещен к востоку. Положительная сезонная аномалия соответствует положению Сибирского антициклона. Основной вклад в ее формирование внесли циркуляционные условия декабря и января, когда в центрах очагов приход прямой радиации был на 40…60% выше нормы. В феврале положительная аномалия уменьшилась по площади и ослабела по интенсивности. Тихоокеанские циклоны стали причиной появления на побережье восточных морей и в Чукотском крае слабой отрицательной аномалии, которая частично отмечается и в поле сезонных аномалий.

В зимний период в приходе суммарной солнечной радиации (рис. 9.2) на территории России отмечаются особенности, характерные для распределения прямой радиации. Расположение и интенсивность основных очагов положительных и отрицательных аномалий изменились мало, особенно на азиатской территории. Однако в крайних северо-западных районах ЕЧР и в Южном федеральном округе отрицательные аномалии суммарной радиации превысили по интенсивности аномалии прямой радиации на 10−20%. Резкое уменьшение прихода суммарной радиации здесь было обусловлено.

повышенной повторяемостью плотной дождевой облачности, которая приводит к уменьшению поступления не только прямой, но и рассеянной радиации.

Весной распределение основных областей положительных и отрицательных аномалий прямой солнечной радиации (рис. 9.3) обусловлено циркуляционными условиями сезона. Наиболее мощная отрицательная аномалия охватывала северовосточные районы ЕЧР, Урал, Западную Сибирь, восточные районы Средней Сибири. Эта аномалия прослеживается не только в поле сезонных аномалий, но и на месячных картах. В центре очага, расположение которого соответствует положению необычно активного восточного центра Исландского минимума, величина аномалий прямой солнечной радиации достигала −50…−60%. Дефицит прихода прямой радиации в этих районах обусловлен преобладанием пасмурной погоды с большим количеством осадков, которые приносили как атлантические, так и южные циклоны.

Две большие области положительных аномалий прямой солнечной радиации связаны с антициклональными центрами действия атмосферы. Формирование европейской аномалии, занимающей большую часть ЕЧР и юг Урала, было обусловлено влиянием Азорского и Скандинавского антициклонов. Максимальные значения аномалий в юго-западных районах ЕЧР достигли рекордных значений в 50…60%.

Азиатская положительная аномалия была выражена слабее, чем европейская, в связи с ослаблением Сибирского антициклона частым воздействием атлантических циклонов. Эта аномалия занимала часть Средней Сибири и почти всю Восточную Сибирь, Чукотку, Приморье, Забайкалье и Прибайкалье, но максимальные значения аномалий здесь не превышали 20…30%.

Весной область отрицательных аномалий суммарной радиации (рис. 9.4) превысила по площади соответствующую область для прямой радиации, но расположение ее основного очага не изменилось.

Сезонные суммы суммарной радиации в наиболее интенсивных очагах обоих знаков отличаются от нормы на 10−30%, в то время как максимальная величина аномалий прямой радиации достигала ±40−60%. О том, как соотносятся наблюдаемые относительные аномалии с вероятностью их превышения (или непревышения), можно судить по рис. 9.5, где приведены соответствующие оценки, рассчитанные по интегральному распределению аномалий для периода 1961;90 гг.

Летом на территории России поле прямой радиации было крайне неоднородным. Сформировались два очага положительных аномалий. Один очаг занимал практически всю европейскую территорию, за исключением юго-восточных районов; второй — Алтайский край и всю Иркутскую область. Небольшой по площади очаг положительной аномалии располагался также в центре Западно-Сибирской низменности. Положительная аномалия на Европейской территории была более интенсивной. В отдельных районах превышение нормы достигало 30−40%. На большей части Азиатской территории России сформировалась обширная отрицательная аномалия прямой радиации, связанная с активной циклонической деятельностью. Наибольшее снижение прямой радиации отмечалось на севере Красноярского края и прибрежных районах Охотского моря, где преобладала облачная погода с количеством осадков, значительно превышающим климатическую норму.

На формирование летнего сезонного поля прямой радиации наибольшее влияние оказал июль. Сформировавшийся в июле скандинавский блокирующий антициклон препятствовал смещению атлантических циклонов на восток, что стало причиной преобладания малооблачной сухой и жаркой погоды в ЕЧР. В западных областях интенсивность положительной аномалии была более 50%. Влияние этого антициклона в несколько ослабленном виде сохранилось и в августе, что и привело к образованию обширной положительной аномалии летнего сезона.

Атмосферные процессы, происходившие в июле на Азиатской территории России, также оказали преимущественное влияние на формирование сезонного поля прямой радиации в этом регионе, отличительной особенностью которого была обширная отрицательная аномалия. Циклоны, непрерывно шедшие с севера и юга, обусловили преобладание облачной дождливой погоды на севере Урала, западной Сибири и Красноярского края. Резкая активизация восточной части азиатского сезонного минимума привела к установлению облачной погоды с большим количеством осадков в прибрежных районах Хабаровского края и Магаданской области, что проявилось в снижении месячного прихода прямой радиации. На побережье Охотского моря в районе метеостанции Охотск месячный приход прямой радиации был ниже нормы более чем на 60%.

Наиболее глубокие ее очаги (на севере Красноярского края и побережье Охотского моря) не превысили 30%.

Анализ сезонных аномалий прямой радиации (рис. 9.8), осредненных по территории России, показывает, что в 2014 г. во все рассмотренные сезоны значения были очень близки к норме за 1961;90гг., незначительно отклоняясь от нее в сторону отрицательных значений. Наибольшее отклонение (около 5%) было зарегистрировано в летний сезон.

В целом радиационный режим 2014 г. характеризуется значительными региональными различиями с небольшим преобладанием пониженных значений радиации. Зимой отрицательные аномалии приходящей радиации отмечались на территории ЕЧР, Западной и Средней Сибири. В среднем, аналогично предыдущему зимнему сезону, приход радиации был незначительно ниже нормы 1961;90гг., но существенно ниже среднего за последнее десятилетие.

Наибольшие пространственные контрасты в изменении радиационных характеристик наблюдались в весенний сезон. Глубокая и очень устойчивая отрицательная аномалия в поле прямой радиации, которая сохранялась на протяжении трех месяцев, охватывала обширную территорию — северо-восточные районы ЕЧР, Урал, Западную Сибирь, восточные районы Средней Сибири. Одновременно на европейской и азиатской территории сформировались области положительных аномалий прямой солнечной радиации, связанные с антициклональными центрами действия атмосферы. Весной были зафиксированы как рекордно низкие значения прямой радиации (в Средней Сибири — до 50% от нормы), так и рекордно высокие положительные аномалии в южных районах Центральной России.

Летом также были зарегистрированы радиации (минимумов — на севере Средней Сибири, максимумов — в южных районах ЕЧР), хотя ареалы экстремальных значений были меньше, чем весной. На азиатской территории в связи с активной циклонической деятельностью, особенно в июле, пониженные значения сезонного прихода радиации наблюдались на большей части АЧР (за исключением Прибайкалья и Забайкалья), что привело к отрицательной аномалии в среднем для территории России.

Рисунок 9.8 — Аномалии (в процентах от среднего за 1961;1990 гг.) сезонных сумм прямой радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, осредненные по территории РФ. 1961; 2014гг.

В многолетнем режиме на территории ЕЧР наблюдается сохранение положительной тенденции, наиболее выраженное в южных районах. На территории Средней Сибири, а также в прибрежных районах дальневосточных морей и в Приамурье, в последнее десятилетие наметилась тенденция к снижению радиации. В 2014 г. отрицательные аномалии, близкие к рекордным значениям, наблюдались преимущественно в Средней Сибири, а положительные аномалии — в Европейской части России.