Стихия ДВ

ЕСИМО | Стихия ДВ | Охотское море | СГЯ

	Японское море
	Охотское море
	Климат
	СГЯ
	• Волнение
	• Ветер
	• Ледовые явления
	• Обледенение
	• Штормовая активность
	• Штормовые нагоны
	• Общий список таблиц и рисунков
	Ледовые условия
	Антропогенное воздействие
	Берингово море

Ш тормовая активность.

  При обработке синоптических карт за 10 лет (1955—1964 гг.) штормовым считался циклон, если он давал хотя бы в один срок в любом районе моря шторм 8 баллов и более, в переходные месяцы — циклоны со штормами не менее 7 баллов.
  Как в холодное, так и в теплое полугодие отмечается большой удельный вес штормовых циклонов, выходящих на Охотское море по морским траекториям (в холодное полугодие с вероятностью 90—100%).
  Циклоны, выходящие по континентальным траекториям, не всегда приводят к штормовым ситуациям на Охотском море.
  В теплое полугодие также наиболее штормовыми являются циклоны, выходящие по морским траекториям. В начале и конце полугодия удельный вес штормовых циклонов в общей повторяемости всех циклонов, выходящих на Охотское море, повышается. Местные циклоны в теплое полугодие представляют собой слабо развитые барические образования, продолжительность существования которых невелика. Вероятность шторма для местных циклонов в среднем составляет 20%.
  Как в холодное, так и в теплое время года чаще всего наблюдаются штормы продолжительностью до одних суток. Максимум повторяемости этой градации приходится на июнь и июль и составляет соответственно 76 и 67% всех штормов на Охотском море. Наименьшую повторяемость эта градация имеет в марте и январе и составляет соответственно 38 и 43% . В холодное полугодие и в переходные месяцы значительная часть циклонов вызывает штормы продолжительностью от 1,5 до 2 сут. Максимум повторяемости этой градации приходится на январь (41%), а также на март и октябрь (38%). Повторяемость штормов продолжительностью от 2,5 до 3 сут значительно меньше. Штормы продолжительностью от 3 до 4 сут в период с мая по август почти отсутствуют, и в период с сентября по апрель их повторяемость составляет от 3 до 10% с максимумом в декабре (10%). Штормы продолжительностью более 4 сут в течение года в основном отмечаются в декабре и январе, их повторяемость составляет от 3 до 10% с максимумом в декабре (10%).
  В целом средняя продолжительность шторма возрастает от лета к зиме и максимальных значений достигает в декабре (1,8 сут); в июне она минимальна и составляет 1 сут.
  Средняя продолжительность штормов в теплое полугодие колеблется от 0,8 до 2 сут, наименьшая она у местных и штормовых циклонов, идущих по континентальным траекториям (соответственно 1,1 и 1,2 сут). Наибольшая средняя продолжительность наблюдается у штормовых циклонов, выходящих по морским траекториям через Японское море.
  Кроме сезонной изменчивости, циклоническая деятельность подвержена сложным межгодовым изменениям. Согласно данным, приведенным в, средняя многолетняя повторяемость скоростей ветра более 16 м/с для Охотского моря составляет 15%, но в отдельные годы значения эти колеблются от 0 до 30% . Скорость ветра 1 раз в 30 лет достигает 38—50 м/с, а 1 раз в 50 лет — 41—55 м/с.
  В работе [7] приведена оценка климатического тренда, полученная на основе вычисления скользящих пятилетних средних параметров, характеризующих штормовую активность. Оценка произведена по числу суток со скоростью ветра более 11 м/с. В этой работе более корректно выполнена оценка штормовой деятельности моря, тогда как другие работы в основном содержат сведения о числе дней или сроках прохождения циклонов без их количественной оценки. Из табл. 8.1, заимствованной из [7], видно, что существуют промежутки повышенной и пониженной штормовой активности длительностью от 4 до 11 лет.
  В настоящей работе, исходя из анализа синоптических бюллетеней (1 карта в сутки, за 3 ч МСК) по архиву карт за 30 лет (1951 —1960 гг.), приняты следующие критерии для оценки штормовой активности. Все море разделено условно на пять частей: южную, северную, восточную, западную и центральную. В расчет принимались скорости ветра более 15 м/с, если они отмечались на площади не менее половины района. Целью данного исследования было выявить, насколько синхронно проходят процессы циклогенеза в разных частях моря с учетом межгодовой и внутрисезонной изменчивости, а также оценить штормовую активность в период базисного десятилетия (1966—1975 гг.).
  Как видно из табл. 8.2, наиболее штормовыми являются южный и центральный районы моря, где число штормов за год равно 26 и 24 соответственно. Для всего моря эта цифра в среднем составляет 47.
  Менее штормовым является район, прилегающий к о. Сахалин, но здесь процессы подвержены наибольшей межгодовой изменчивости, особенно зимой и весной. Межгодовая изменчивость штормовой активности для всего моря меняется от 4 до 20% , составляя в среднем 13% . Как видно из табл. 8.3, штормовая активность разных участков моря обладает специфическими особенностями. Хотя во всех частях моря наиболее развиты зимние процессы и почти половина всех штормов приходится на этот сезон, во время весенней и осенней перестройки барического поля имеются существенные различия в штормовой активности в разных частях моря.
  В восточной части моря, прилегающей к п-ову Камчатка, штормовая активность весной и осенью проявляется с одинаковой интенсивностью. В северной, западной и центральной частях моря явный перевес имеет штормовая активность осенью. Особенно резко это проявляется в северной части моря, где штормовая активность осенью и весной составляет 30 и 20% соответственно. Это соотношение имеет большое значение в развитии процессов ветрового волнения в Охотском море.
  Межгодовая изменчивость штормовой активности тоже имеет свои характерные особенности в разных районах моря, как видно из табл. 8.4.
  Таким образом, исследуемое десятилетие (1966—1975 гг.) является в основном периодом повышенной штормовой активности, хотя в южном и западном районах этот цикл несколько сдвинут. Конечно, полученные характеристики являются лишь ориентировочными, хотя они неплохо согласуются с данными работы [7] для всего моря.
  Что касается межгодовой изменчивости штормовой активности, то более строго можно говорить о чередовании лет с повышенной и пониженной штормовой деятельностью, чем о циклах. Для выявления циклов необходимо провести спектральный анализ временных рядов, но по 30-летнему ряду нельзя выявить периодичность более 3 лет. Однако, как видно из табл. 8.1, эти циклы могут быть значительно большей продолжительности. Приведенные в табл. 8.3 характеристики дают представление о том, насколько сложно протекают синоптические процессы над Охотским морем. Просматриваются и некоторые закономерности. Наибольшая продолжительность штормовой активности наблюдалась в центральной части — 16 лет. В южной части моря период штормовой активности был минимальным — 9 лет (1970—1978 гг.).
  Наибольшей инерционностью обладают штормовые процессы в восточной и центральной частях моря, где периоды повышенной и пониженной активности штормовых процессов наиболее продолжительны и составляют 11 и 16 лет, в то время как на юге они менее инерционны и период их около 9 лет. В среднем для Охотского моря характерны периоды штормовой активности продолжительностью 8, 11 и 16 лет.
  Как видно из табл. 8.4, основные закономерности межгодовой изменчивости штормовой активности зимой сохраняются, а весной и осенью имеются отклонения. Для всего моря заметно снижение штормовой активности летом.
  Таким образом, в сезонном ходе выявлены следующие основные особенности циклогенеза для Охотского моря:
    1) с октября по март над Охотским морем преобладает циклоническая деятельность, достигающая своего максимума в декабре, иногда в январе;
    2) с апреля по сентябрь усиливается антициклоническая циркуляция, достигающая максимума в июне—июле;
    3) почти половина циклонов выходит на Охотское море в декабре—феврале;
    4) наиболее активными в штормовом отношении являются центральная и южная части моря с преобладанием особо сильных ветров в южной части моря (V >= 40 м/с);
    5) в северо-западной и центральной частях моря осенние формы циклогенеза преобладают над весенними, тогда как в южной части более бурно барическое поле перестраивается весной. В восточной части процессы уравновешены;
    6) наиболее продолжительный период штормовой активности за 1951—1980 гг. характерен для центральной части моря (16 лет), а минимальный — для южной (9 лет);
    7) максимальная продолжительность пониженной штормовой активности (16—17 лет) характерна для восточной и западной частей моря;
    8) наибольшей равномерностью отличаются процессы на юге моря. Здесь периоды повышенной, пониженной и умеренной активности имеют продолжительность около 9 лет;
    9) для всего моря характерна наиболее бурная штормовая активность в 1967—1977 гг. (с небольшими отклонениями для разных районов).
  8.2.3. Длительность штормов и „окон погоды" в юго-западной части моря.
  Одним из индикаторов синоптической изменчивости ветра и волнения являются статистические характеристики продолжительности ветра и волнения выше или ниже некоторого фиксированного значения. Эти характеристики называются длительностью штормов и „окон погоды". Они существенно дополняют традиционные режимные распределения, в которых содержится только суммарная вероятность пребывания события (ветер или волна) выше фиксированного уровня. Ниже приводятся результаты расчетов штормов и „окон погоды" ветра по данным прибрежных ГМС на о. Сахалин, а волнения по вероятностной модели с параметрами, определяемыми по данным судовых наблюдений.
  Метод анализа векторных случайных процессов, разработанный в ЛО ГОИНе , позволяет также обосновать временные границы принятых климатических сезонов по результатам обработки векторных рядов скоростей ветра. С этой целью использованы наблюдения двух мысовых ГМС, характеризующие режим ветра для западной части Охотского моря. Расчеты выполнены по 4-срочным наблюдениям на ГМС Мыс Елизаветы за 1936—1980 гг. и на ГМС Мыс Терпения за 1950—1981 гг. Одним из информативных параметров является инвариант J1? который характеризует дисперсию скорости ветра как векторного процесса, а также вектор средней скорости mv и параметр устойчивости г = J1/2mv. На рисунке 8.1 представлен годовой ход значений J1, mv и r для станций Мыс Терпения и Мыс Елизаветы. Видно, что несмотря на некоторые различия в ходе инвариантов, для всех станций имеются принципиально общие черты, позволяющие обосновать разделение рядов на климатические сезоны.
  Совместный анализ годового хода трех параметров ветра дает возможность, даже не прибегая к методам автоматической классификации, обосновать временные границы сезонов. В январе, феврале, марте, ноябре и декабре имеются общие закономерности в поведении трех параметров. Дисперсия J1 средняя скорость ветра mv имеют большие значения при устойчивости r = 0,6...1,0, что позволяет объединить эти месяцы в один сезон — зимний. С апреля по июль наблюдается постепенное уменьшение значений mv, Jl в связи с чем можно отнести эти месяцы к одному сезону. В июле—августе значение вектора скорости ветра mv уменьшается, также уменьшается устойчивость ветра, при этом отмечается общий для двух ГМС рост дисперсии ветра. По временной зависимости параметров ветра эти месяцы следует отнести к летнему сезону. Октябрь отличается от остальных месяцев самыми устойчивыми ветрами, большими, чем летом и весной значениями mv, что позволяет отнести этот месяц к осени, поскольку устойчивые ветры с большими скоростями (mv = 2,2...3,4 м/с) и малой дисперсией J1 приводят к увеличению интенсивности волнения.

  Для четырех сезонов по данным береговых ГМС, расположенных на о. Сахалин, рассчитаны значения средней непрерывной продолжительности ветра со скоростями V больше 10, 15, 20 м/с, среднее квадратическое отклонение <т( , максимальная непрерывная продолжительность штормовых ветров imax . Длина рядов составляет: для ГМС Чайво — S 30 лет; ГМС Мыс Терпения — 30 лет; ГМС Мыс Елизаветы — 45 лет; ГМС Новикове — 25 лет. Результаты расчетов представлены в табл. 8.5 и на рис. 8.5.

  Средняя длительность „окон погоды" со скоростями ветра ниже 10, 15 и 20 м/с, среднее квадратическое отклонение для четырех сезонов, рассчитанные по данным ГМС Чайво и Новикове, представлены в табл. 8.6.

  Приведенные данные относятся к 4-срочным наблюдениям. Однако между сроками наблюдений возможно усиление или ослабление ветра, поэтому можно перейти от значений t и сигмаt по 4-срочным наблюдениям к значениям по 8- или 24-срочным наблюдениям.
  Для скоростей ветра более 10 м/с переход можно выполнить по регрессионному соотношению где индексы i и j означают дискретность наблюдений. Эмпирические коэффициенты а и b (табл. 8.7) определены для измерений скоростей ветра с дискретностью 1, 3 и 6 ч (i, j соответственно равны 24, 8 и 4 срока в сутки).

  Эмпирические зависимости средних квадратических отклонений длительности штормов по наблюдениям различной дискретности имеют вид.

  В связи с отсутствием регулярных наблюдений за волнением на морях расчеты штормов и „окон погоды" выполнялись по вероятностной модели волнения [31]. Внешними параметрами модели являются функции распределения и коррелограммы высот волн.
  В табл. 8.8. приводятся результаты расчетов средних значений и средних квадратических отклонений длительности штормов для 6-го и 7-го районов Охотского моря, а на рис. 8.6 для 8-го района. Нумерация районов соответствует рис. 8.1 б. Из таблиц и рисунков видно, что моментные характеристики для открытых 7-го и 8-го районов близки.
  Шестой район, относящийся к охотоморскому шельфу о. Сахалин, отличается более спокойным режимом волнения — средняя длительность сильного волнения меньше, чем в 7-м и 8-м районах. В табл. 8.9 и на рис. 8.7 приводятся средние значения и средние квадратические отклонения длительности „окон погоды". Видно, что режим волнения в открытом 7-м районе более суров, чем в 6-м районе. На рис. 8.8 для 8-го района представлены в графическом виде значения функций распределения t, sigmat для штормов и „окон погоды".
  При интерпретации результатов расчетов следует иметь в виду, что режимные функции распределения, приведенные в различных пособиях, отражают суммарное время наличия волнения выше некоторого значения ni, а распределение F(t) и статистики t и sigmat позволяют оценить, как эти высоты распределены по времени.
  Например, если F(h >= 2 м) = = 30%, то примерно 1/3 всех волн больше 2 м, но неизвестно, в какой последовательности в течение 1/3 из всех сроков такие волны будут появляться. Результаты расчетов штормов позволяют, в частности, сказать, что у этих 30% волн средняя непрерывная продолжительность составляет 18ч при среднем квадратическом отклонении около 20 ч. Значение tc „окон погоды" также позволяет оценить распределение высот по времени их отсутствия. Например, в табл. 8.9 показано, что волны высотой более 5 м не появляются в среднем около 365 сут. Поскольку летний сезон длится 92 сут, то это означает, что волна высотой более 5 м может появиться один раз в четыре года при среднем квадратическом отклонении около трех лет.

			вверх