Метеорологический режим и климат. 5 Облачность

 

Глава 5 составлена по данным визуальных наблюдений на береговых и островных станциях. Несмотря на то, что они в значительной мере субъективны, статистический анализ наблюдений позволяет выявить основные закономерности распределения общего количества облаков и облаков нижнего яруса в пространстве и во времени. Режим облачности над акваторией моря, ее внутригодовые изменения связаны с развитием атмосферных процессов, определяющих преобладающий перепое воздушных масс и их влагосодержание, а также с влиянием подстилающей поверхности. Немаловажную роль играет и термическая стратификация атмосферы

 

5.1. Общая облачность

 

Для Белого моря характерна большая повторяемость пасмурного неба в течение всего года. Средний балл обшей облачности в северной части моря 7,0—8,9, в южной — 6,0—8.6 [32, 33]. Изменения общей облачности в году составляют 1,5—2,7 балла и несколько возрастают с севера на юг преимущественно за счет более заметного уменьшения облачности в южной части моря в летнее время. Средний балл облачности неточно отражает ее режим, так как средняя облачность сильно отличается от преобладающей.

Другая характеристика — число ясных и пасмурных дней — позволяет в определенной мере судить об устойчивости состояния неба в течение суток. Среднее годовое число дней по общей облачности возрастает от 170 у западных берегов моря до 200— 210 у северо-восточных (табл. 5.1), а число ясных дней, наоборот, уменьшается от 21 до 11 (в Воронке). На географическое распределение среднего количества облачности и повторяемость пасмурного неба на Белом море влияет подстилающая поверхность. Температура поверхности моря в холодное время года возрастает с юго-запада на северо-восток. Над более теплыми водами северной части моря при отсутствии льдов теплообмен с атмосферой способствует дополнительной активизации циклонической деятельности, что приводит к увеличению количества облаков и их уплотнению.

Внутригодовые изменения характера облачности и ее количества происходят в связи с сезонными изменениями циркуляции атмосферы. Осенью и зимой в период интенсификации циклонической деятельности число пасмурных дней в среднем равно 18— 22 в месяц; в южной части моря, у Кандалакшского и Карельского побережий — около 15— 19. Осенью ясное небо сохраняется в течение суток не ежегодно, а лишь 2—6 раз за 10 лет в северной части моря (Воронке) и 2—9 раз у южных берегов моря.

О режиме облачности можно судить также по повторяемости ясного (0—2 балла) и пасмурного (8— 10 баллов) неба. В наиболее пасмурные месяцы года (с сентября по декабрь) повторяемость 8— 10 баллов составляет в Воронке 75—80 %, несколько уменьшаясь к западным берегам моря (70—75 %). В середине зимы повторяемость пасмурного неба остается большой и, постепенно уменьшаясь, достигает в марте наименьших значении (60—65 %). В это время отмечается наибольшая в году повторяемость ясного неба (рис. 5.1) (20—30 %). Годовой ход повторяемости ясного неба является почти зеркальным отражением повторяемости пасмурного неба.

Весной облачность вновь несколько увеличивается вследствие радиационного прогрева континента и развития кучевой облачности в середине дня. Повторяемость пасмурного неба в Воронке достигает 70—75 %, над остальной акваторией — 60—65 %. Число дней с пасмурным небом в северной части моря приближается к значениям, характерным для начала осени,— около 18. Ясное небо весной отмечается в 12— 17% случаев, но несколько чаше у побережья Кандалакшского п Онежского заливов (18-23% ).

 

Летом акватория Белого моря находится на северной периферии зоны пониженного давления. На фоне ослабленной циркуляции атмосферы возрастает роль большого притока солнечной радиации и подстилающем поверхности. Относительно холодная водная поверхность моря не способствует поддержанию активности циклонов, а наоборот, в некоторые летние месяцы может привести к возникновению местного низкого антициклона. В связи с этим в июле возрастает повторяемость ясного неба по сравнению со смежными месяцами: 15—20 % в Воронке и около 25—28 % у юго-западных берегов моря. Однако полностью ясных днем (0—2 балла в течение суток) насчитывается в среднем всего 2—3 за месяц. Повторяемость пасмурного неба по общей облачности 50—65 % (число пасмурных дней от 10 до 16). Это вторичный минимум в годовом ходе облачности. С августа по ноябрь происходит увеличение количества облачности, уменьшение числа ясных дней.

Облачность испытывает внутрисуточные изменения. Они отмечаются в течение всего года, но по общей облачности более четко выражены в период минимума облачности (март) и в сентябре. Суточные изменения составляют в это время 1,0— 1,5 балла, а в остальные месяцы не достигают и одного. Наибольшие внутрисуточные изменения повторяемости пасмурного (и ясного) неба составляют 10 — 20%. В течение всего года наибольшая повторяемость пасмурного неба над морем отмечается в утренние н в дневные часы, наименьшая — в вечерние и ночные

5.2. Нижняя облачность

Основную часть общей облачности составляют облака нижнего яруса, высота которых ниже 2000 м. Среднее количество нижней облачности осенью и зимой меньше, чем общей в среднем на 0,5— 1,5 балла, весной и летом — на 2—3 (табл. 5.2). Годовой ход их аналогичен. Однако годовые колебания среднего количества нижней облачности в 1,5—2 раза больше, чем колебания общей, и составляют 2,5— 4,5 балла.

Пространственные распространения общей и нижней облачности близки между собой. Годовое число пасмурных дней по нижней облачности возрастает от 90 у юго-западных берегов почти до 130 на границе с Баренцевым морем. Это составляет около 55—65 % числа пасмурных дней по общей облачности.

Максимум нижней облачности, как и обшей, наблюдается осенью или в начале зимы и обусловлен увеличением повторяемости циклонов и связанной с ними фронтальной облачностью. Основной весенний минимум обязан разрушению низкой слоистой облачности при радиационном дневном прогреве. Кучевая облачность в это время года не получает развития. В мае прогревание нижних слоев воздуха над Европейским континентом в дневные часы приводит к образованию кучевой облачности* которая, растекаясь, переходит в слоисто-кучевую и сохраняется в ночное время. Эта особенность наблюдается не только на побережье* но и на море. В это время возрастает также меридиональная адвекция воздушных масс с Баренцева моря ветрами северных направлений и вынос облачности с его акватории. Вследствие этого увеличивается количество облачности над Белым морем (вторичный максимум).

Вторичный летний минимум облачности (в июле) обусловлен увеличением повторяемости областей повышенного давления и адвекцией воздуха с материка. Однако в это же время часты затоки воздуха с Баренцева моря, при которых наблюдается увеличение облачности, особенно в северной части моря. Поэтому летний минимум четко выражен на юге и слабее на севере моря.

Колебания повторяемости за год ясного и пасмурного неба по нижней облачности заметно больше, чем по общей.

Суточный ход нижней облачности обусловливается соответствующим ходом облакообразующих процессов. Поскольку доля нижней облачности в общей велика, годовой ход их аналогичен. Амплитуда суточных колебаний повторяемости ясного и пасмурного неба по нижней облачности в некоторые месяцы достигает 10— 14% над морем и до 20% в зоне побережья. Относительно большие значения отмечаются в феврале—марте и летом. В конце зимы в ночные часы вследствие выхолаживания воздуха над покрытым льдами морем образуются слоистые формы облачности, которые днем разрушаются, поэтому пониженная повторяемость ясного неба приходится на утренние часы, днем и вечером повторяемость возрастает.

В летнее время сохраняется такой же характер суточного хода нижней облачности над морем с максимумом в утренние часы. В береговой зоне увеличение облачности происходит в дневные часы за счет кучевой облачности. Относительно холодная водная поверхность (вода холоднее воздуха) способствует образованию подинверсионной облачности слоистых форм (приподнятого тумана), а также растеканию выносимой с континента кучевой облачности. Суточный ход повторяемости ясного и пасмурного неба иногда маскируется изменениями повторяемости «полуясного» неба.

Весной, осенью и в начале зимы внутрисуточные изменения в состоянии неба по нижней облачности незначительны, особенно в северной части моря.

Повторяемость основных форм облачности определяется атмосферными процессами. Поскольку облака среднего и верхнего ярусов видны только при отсутствии или не сплошной облачности нижнего яруса, мы не будем останавливаться на них подробно, отметим лишь, что их повторяемость составляет около 20—30 %. Годовой ход повторяемости слоисто-дождевых облаков ( Ns) (табл. 5.3), имеющих в основном фронтальное происхождение, совпадает с годовым ходом повторяемости циклонов. В холодное полугодие, когда циклоническая деятельность особенно усилена, повторяемость достигает 20—30 %о, за исключением северной части моря (Воронки). О причинах этого явления будет сказано ниже. В теплое время года эта форма облачности отмечается лишь в 5—7 % случаев.

Наиболее часто наблюдаемыми облаками нижнего яруса почти в течение всего года являются слоисто-кучевые облака (Sc). Средняя годовая повторяемость их составляет 30—35 %. Максимальная повторяемость слоисто кучевой облачности приходится на осень и зиму, но и в период наименьшего развития облачности (март— апрель) повторяемость их остается на уровне 15—20%.

Кучево-дождевые облака (СЬ) над побережьем являются летними облаками (10— 15%), в холодное время года появляются редко (1—2% ). Однако над морем они имеют совершенно другой годовой ход. Наибольшая повторяемость этом облачности вертикального развития наблюдается осенью и в начале зимы (25—30 %), в чем особенно ярко проявляется влияние теплой водной поверхности на их образование. Осенью, когда водные массы обладают большой энтальпией, а разность температур воды и воздуха становится положительной, теплообмен с атмосферой приводит к дополнительной неустойчивости нижних ее слоев и образованию кучево-дождевой облачности на фронтах при прохождении циклонов. Значительно чаще, чем в других районах моря, такая зона неустойчивости возникает над теплым Баренцевоморским течением у берегов Кольского полуострова, где повторяемость кучево-дождевой облачности особенно высока и в осенние месяцы достигает 35—40% (Терско-Орловский). Кроме того, здесь вдвое больше, чем в других районах моря (табл. 5.3), повторяемость разорвано-дождевых облаков (Frnb) и, как уже упоминалось, меньше слоисто-дождевых (Ns). При прохождении холодных фронтов над свободной ото льда водной поверхностью последние переходят в кучево-дождевые за счет дополнительного тепла, получаемого через поверхность моря и развития неустойчивости нижнего слоя атмосферы.

 

Влияние температуры воды па облачность сказывается на время наступления минимума в годовом ходе повторяемости этих облаков. Над районами моря, покрытыми зимой льдами, он отмечается преимущественно в феврале, а над северной частью моря — летом, когда температура воды здесь вероятны, чем в другое время года. На юге Воронки (о. Моржовец) имеются два максимума, один из которых обязан своим происхождением выхолаживанию воздуха над относительно поздно образующимся в этом районе ледяным покровом (февраль), а другой (летний) — над холодной водой с частым образованием инверсии и туманов. У побережья Кольского полуострова над свободной ото льда поверхностью моря зимний максимум в повторяемости слоистой облачности отсутствует и годовой ход имеет простой вид с максимумом в июле (19%).

Несмотря на относительную свою устойчивость, облачность, подобно другим метеорологическим элементам, претерпевает изменения от года к году в связи с естественными изменениями циркуляции атмосферы. В северной части моря (рис. 5.2) число пасмурных дней по нижней облачности имеет тенденцию к уменьшению с конца 40-х годов по настоящее время. Максимума оно достигало в середине 40-х годов. Уменьшение происходило в основном в холодный период года с несколькими периодами относительно небольших повышений. Сопоставление числа пасмурных дней с многолетним ходом числа циклонов (индексы Виттельса) на Баренцевом море свидетельствует об очень хорошей согласованности периодов возрастания циклонов с ростом числа пасмурных дней на севере Белого моря.

В годовых и осенних (октябрь) значениях числа пасмурных дней тенденция к их уменьшению наметилась несколько позднее — с 50-х годов.

В ходе летней облачности наблюдались два максимума: в конце 40-х — начале 50-х годов и в середине 50-х — начале 70-х годов.

В юго-западной части моря устойчивая тенденция к уменьшению нижней облачности за период после 1936 г. не обнаруживается. Максимум облачности в 40-е годы оказался здесь менее высоким, чем отмеченный в конце 50-х — в начале 60-х годов. Последний имел место как летом, так и зимой.