Курсовая работа: Анализ погодных условий Новосибирской области

Содержание

1. Географическое положение

2. Природно-климатические условия

3. Основные черты рельефа

4. Температура воздуха и осадки

5. Сезоны года и сельское хозяйство

Выводы

Список литературы

Приложение

1. Географическое положение

Новосибирская область занимает внутриматериковое положение в умеренных широтах Северной Евразии и имеет значительную протяженность с запада на восток и с юга на север. Большая часть ее территории расположена на юго-востоке Западно-Сибирской равнины — одной из крупнейших низменных равнин мира, и лишь крайняя восточная часть находится в пределах гор Южной Сибири.

Новосибирская область — одна из крупных территорий Российской федерации. Ее площадь составляет 178,2 тыс. км2.

В Новосибирской области преобладает равнинный рельеф земной поверхности. Для ее территории характерен континентальный климат умеренных широт. С севера на юг отмечается частая смена климатических, почвенных и растительных зон. На протяжении немногим более 400 километров темнохвойные леса с необозримыми пространствами болот сменяются березово-осиновыми лесами, затем — лесостепью и степью.

Расположение области на подступах к крупным горным сооружениям Сибири вызывает изменение направления границ природных зон. Например, южная граница лесостепной зоны в западной части тянется почти вдоль параллели, т. е. имеет широтный ход. На востоке она резко меняет свое направление на меридиональное (вдоль меридиана). Природные зоны на востоке смещаются на десятки (более 100) километров к югу. Аналогичный ход имеют границы лесной и степной зон.

Новосибирскую область пересекает одна из крупнейших рек мира — Обь. По положению относительно Оби выделяют две части территории области — левобережную и правобережную. Со строительством под Новосибирском плотины ГЭС на Оби образовалось крупное водохранилище (Обское море).

На западе области разливаются воды озера Чаны — одного из крупнейших естественных внутриматериковых водоемов. По площади водного зеркала оно уступает только шести озерам России (Байкалу, Ладожскому, Онежскому, Таймырскому, Ханка, Чудскому с Псковским).

В пределах области находится 30 районов. Из районных центров дальше всех от железнодорожной станции (170 км) расположено с. Кыштовка. Самый удаленный (252 км) от железной дороги населенный пункт — д. Межовка Кыштовского района.

2. Природно-климатические условия

Климат области континентальный: здесь холодная, продолжительная зима и теплое, но короткое лето. Разница между самой высокой и самой низкой температурой воздуха в городе Новосибирске – 880 С. Количество осадков неодинаково в разных районах области и в разные времена года.

Особенности климата обусловлены взаимодействием климатообразующих факторов:

солнечной радиации;

циркуляции воздушных масс;

подстилающей поверхности (рельеф, растительность, озера, реки, болота и др.), величина и характер которых определяются расположением области в умеренных широтах.

Величина солнечной радиации зависит от географической широты и состояния атмосферы. Географическая широта определяет высоту солнца над горизонтом и продолжительность дня. В июне солнце поднимается в полдень на высоту до 600, продолжительность дня в области 16 – 17 часов, поверхность получает достаточно тепла и света. В декабре высота солнца всего 12 – 140, день уменьшается до 7 – 8 часов, поэтому зимой солнечного тепла намного меньше.

Суммарная радиация составляет на территории области от 95 до 100 ккал/см2 в год. Суммарная радиация частично отражается от земной поверхности, частично поглощается ею. Зимой отражается около 2/3 солнечной энергии, это – одна из причин низких температур, а летом 2/3 солнечной энергии поглощается. Величина поглощенной радиации в Новосибирской области – 70 ккал/см2 в год[1].

Аккумулируясь земной поверхностью, радиация нагревает почву, растительный покров, верхние слои воды, а через них и воздушные массы, то есть участвует в формировании климата. Часть тепла излучается земной поверхностью в мировое пространство.

На территорию области поступают арктические, тропические воздушные массы и умеренных широт. Они бывают континентальными и морскими и движутся в двух направлениях: широтном и мериодинальном. Господствующая воздушная масса – континентальный воздух умеренных широт, холодный зимой и теплый летом, - это одна из причин континентальности климата нашей области. Континентальный арктический воздух преобладает 1/3 года. Остальные воздушные массы циркулируют в десять раз реже[2].

3. Основные черты рельефа

Рельеф Новосибирской области преимущественно равнинный. В западной ее части центральное место занимает обширная Барабинская низменность (Бараба) с высотами 90—150 м. Граница Барабы на западе уходит за пределы области. На востоке низменность ограничена горизонталью 150 м.

На севере Бараба постепенно сменяется Васюганской возвышенной равниной, занимающей Обь-Иртышское водораздельное пространство (абсолютные высоты достигают 166 м).

На юге Барабинская низменность, приблизительно по широте южной оконечности оз. Чаны, сливается с Кулундинской низменной равниной, абсолютные высоты которой от 90 до 150 м.

На востоке области расположено Приобское плато, поверхность которого разделена долиной реки Обь на левобережную и правобережную части. Наиболее характерные высоты плато 150—250 м, отдельные из них превышают 300 м. Рельеф крайней восточной части области представлен низкими горами Салаирского кряжа с высотами до 500 м. С юга к Салаиру примыкает Присалаирская равнина, на север от него располагается северо-западная часть Кузнецкой котловины.

Территория области постепенно повышается с запада на восток, образуя несколько ступеней (табл. 1).

Таблица 1

Основные сведения о рельефе

Таким образом, несмотря на преобладание равнинной поверхности, рельеф области разнообразен. Он имеет несколько ступеней, высоты которых увеличиваются с запада на восток от 90—100 м до 300—500 м. С запада на восток изменяется и характер равнин. Низменные плоские и пологоувалистые равнины с относительными высотами 5—20 м на западе сменяются возвышенными волнистыми, холмистыми равнинами с глубоким расчленением (до 100— 150 м) на востоке.

В восточной (правобережной) части области рельеф усложняется. Наряду с равнинами появляются низкие горы (Салаирский кряж), межгорные котловины (Кузнецкая). С запада на восток изменяется набор мелких форм. На низкой ступени широко развиты гривы, на высокой — овражно-балочная сеть. Повсеместно распространены речные долины и блюдцеобразные понижения.

С запада на восток температура воздуха летом понижается, например с +18,7°С (в Татарске) до +18,0°С (в Маслянине), а зимой, наоборот, повышается. Таким образом, в Новосибирской области нарушается общая закономерность изменения температуры воздуха с запада на восток. Это нарушение вызвано особенностями местного рельефа — повышением его в восточных районах. В летнее время, когда велика роль солнечной радиации в формировании температуры, в приподнятой восточной части области происходит уменьшение солнечной радиации из-за лучшего развития облачности и увеличение затрат тепла на испарение из-за большего количества осадков. В результате температуры воздуха в восточных районах оказываются ниже, чем в западных.

В зимнее время увеличение облачности способствует уменьшению потери излучаемого земной поверхностью тепла и увеличению количества тепла, выделяемого при конденсации водяного пара. В это время года, когда приход солнечного тепла мал, перечисленные процессы являются причиной повышения температуры воздуха.

4. Температура воздуха и осадки

Формирование климата происходит под воздействием солнечной радиации, циркуляции воздушных масс, подстилающей поверхности. Все вместе эти факторы и определяют черты климата.

Среднемесячная температура воздуха на территории области в июле, по многолетним наблюдениям, составляет 17,5—20,0°С. В дневные часы она превышает 20°С, достигая в отдельные годы предельных значений 36—40°С.

Летом на поверхность земли поступает большое количество солнечного тепла. Так, в Татарске из 4187 МДж/м2 годовой суммарной радиации на июнь — август приходится 1755, в Новосибирске из 4035 МДж/м2 на этот же период — 1741 МДж/м2 . Столь высокое поступление тепла связано с увеличением угла падения солнечных лучей в это время года. Высота солнца, например, в полдень дня летнего солнцестояния на 55° с. ш. достигает 58,5°. Высокие значения суммарной солнечной радиации определяются также большой продолжительностью дня. На пример, 15 июня на широте 56° она составляет 17 час. 34 мин., на широте 54° — 17 час. 6 мин. Увеличению суммарной радиации способствует и слабо развитая в летнее время облачность. Продолжительность солнечного сияния (время, когда Солнце не закрыто облаками) составляет 230—300 час. в месяц. Это значительно больше, чем на той же широте в районе Восточно-Европейской равнины.

Повышение температуры воздуха летом связано, кроме того, с уменьшением величины отраженной радиации. Зеленая — в основном — подстилающая поверхность в июне — августе отражает всего 16—18% приходящей солнечной радиации, поэтому возрастает величина поглощенной радиации.

С приходом континентального тропического воздуха температура летом может повышаться иногда до 30°С и более. Охлаждающее влияние воздушных масс Арктики и Атлантического океана в это* время резко ослаблено, так как над хорошо прогретой поверхностью материка они быстро трансформируются в континентальный умеренный воздух.

Снижение температуры воздуха в летнее время связано чаще всего с прохождением фронтов, так как при этом уплотняется облачность и уменьшается приход солнечной радиации, увеличиваются затраты тепла на испарение выпадающих осадков.

Зимние температуры воздуха по всей территории области отрицательные и составляют в январе -18,2...-20,3°С. Самые низкие температуры отмечаются в декабре, январе и достигают в отдельные годы -40...-50°С.

Низкие температуры воздуха в зимние месяцы обусловлены небольшими значениями суммарной радиации, сильным отражением снежным покровом поступающей солнечной радиации (70—75%), а также частым вторжением холодных арктических воздушных масс, не успевающих прогреться над охлажденной поверхностью Сибири.

Однако зимние температуры не такие низкие, как следовало бы ожидать при внутриконтинентальном положении области. Повышение температуры зимой связано с циклонами, которые нередко переносят теплый умеренный воздух с поверхности Атлантического океана или европейской части страны в Сибирь. Прохождение фронтов увеличивает облачность, что способствует задержанию излучаемого земной поверхностью тепла и выделению его при конденсации влаги.

Значительные колебания поступающей солнечной радиации в течение года обусловливают большие различия температур воздуха и приводят к сезонным изменениям в природе.

Сезонные температуры воздуха, в свою очередь, также подвержены изменениям. В разные годы они могут иметь заметные отличия. Холодная зима может смениться на следующий год умеренно теплой, жаркое лето — прохладным и т. д. Подобные колебания температур воздуха фиксируются в течение длительных промежутков времени. Так, в 1961 —1983 гг. по сравнению с 1881 — 1960 гг. температура воздуха повысилась (на 0,7—1,2°С в июле и на 0,9—1,4°С в январе). Самые низкие температуры воздуха в Новосибирске за период наблюдения были зарегистрированы 7 января 1931 г. (-50,2°С) и 2 июля 1970 г. (+1,5°С); самые высокие — 1 января 1948 г. (+3,4°С) и 22 июля 1953 г. (+37,2°С).

Большая протяженность области с севера на юг и с запада на восток обусловливает различие температур воздуха в разных ее районах в одно и то же время.

С севера на юг температура воздуха повышается в январе с -20,3°С до -19,3°С, в июле — с +17,8°С до +20,2°С. Зональное изменение температуры связано с изменением широты местности и увеличением суммарной солнечной радиации с севера на юг с 3700 до 4600 МДж/см2 в год. При этом различия в температуре воздуха между северными и южными районами в летнее время больше, чем зимой.

Летом на севере области, где по сравнению с южными районами выпадает больше осадков, затраты тепла увеличиваются на испарение влаги и уменьшаются на нагревание воздуха.

Зимой температурные различия сглаживаются, так как в северных районах, где чаще всего повторяются циклоны, происходит дополнительное обогревание территории, а на юге, где преобладают антициклоны, — дополнительное выхолаживание. В дни с такой циркуляцией температура воздуха в северных районах может оказаться выше, чем в южных[3].

Для Новосибирской области характерно небольшое количество осадков и их неравномерное распределение по сезонам года. Зимой в области выпадает до 30% годового количества осадков. Малое количество осадков в это время связано с низкими температурами и небольшой влажностью умеренного воздуха — основного источника влаги. С приходом морского умеренного воздуха количество осадков увеличивается, но повторяемость этих воздушных масс составляет менее 4%.

В летнее время количество осадков увеличивается из-за повышения температуры воздуха, возрастания абсолютной влажности, большей повторяемости фронтов над территорией области и образования конвективных (местных) осадков. Однако и летом континентальный умеренный воздух остается сравнительно сухим. Несмотря на повышение абсолютной влажности, относительная влажность остается низкой, поэтому при подъеме воздуха на фронтах или в результате конвекции воздушные массы могут не достигать точки насыщения и не всегда дают осадки.

В распределении осадков по территории области отмечается зональность. Северные районы получают 400—500 мм, к югу их количество уменьшается до 300 мм (см., например, данные табл. 8). Это вызвано более частым прохождением фронтов на севере области.

Количество осадков зависит не только от частоты прохождения, но и от степени выраженности фронта. Чем больше разница в свойствах холодных и теплых воздушных масс, образующих фронт, тем интенсивнее протекают в нем все процессы, тем больше выпадает осадков. При выравнивании свойств воздушных масс фронт ослабевает — «размывается», и количество осадков уменьшается.

На юге области из-за большей прогретости подстилающей поверхности в летнее время холодная воздушная масса на фронте быстро нагревается, что приводит к размыванию фронта и уменьшению количества осадков.

Увеличение осадков на востоке вызвано подъемом воздушных масс над приподнятой поверхностью этой части территории области. Поднимаясь, воздушные массы охлаждаются. И если они достигают точки насыщения, то могут выпадать так называемые орографические осадки (от греческого — гора). На наветренных склонах при подъеме воздушных масс, образующих фронт, понижение температуры происходит по-разному. Холодная воздушная масса остывает быстрее, так как ее абсолютная влажность меньше, чем у теплой. При подъеме через каждые 100 метров температура теплой воздушной массы понижается в среднем на 0,5°С, а холодной — на 0,8—1,0°С. Поэтому разница в их свойствах с высотой нарастает. Происходит усиление всех процессов внутри фронта (фронт «обостряется») и количество осадков увеличивается.

На подветренном склоне при опускании воздушных масс их температура повышается. Теплая воздушная масса уже отдала часть влаги на наветренном склоне и стала суше, поэтому, опускаясь, она прогреваются сильнее, чем остывала при подъеме. Через каждые 100 метров температура воздушной массы при опускании может повышаться на 0,7—0,8°С и более.

Таким образом, свойства холодной и теплой воздушных масс при опускании становятся менее контрастными, что приводит к размыванию фронта и уменьшению количества осадков.

На территории области с этими процессами связано увеличение количества осадков на наветренных склонах Приобского плато, Салаирского кряжа, в приподнятой восточной части Барабинской низменности и их уменьшение в западной части Барабинской низменности, Кулунде, Кузнецкой котловине, в долине р. Обь, т. е. там, где происходит опускание воздуха и размывание фронтов.

Количество осадков в конкретный год или месяц может сильно отличаться от многолетних средних величин. Так, в Новосибирске в 1946 г. выпало 713 мм осадков, а в 1931 г. — только 222 мм. В июле 1943 г. за месяц выпало 174 мм, а в июле 1974 г. — 15 мм. Резкое колебание количества осадков в разные годы — характерная черта континентального климата[4].

5. Сезоны года и сельское хозяйство

В Новосибирской области выделены два основных сезона года — зима и лето, и два переходных — весна и осень.

Весной принято считать время от перехода среднесуточной температуры воздуха через отметку -5°С и начала разрушения устойчивого снежного покрова до прекращения заморозков на поверхности почвы. К этому времени среднесуточные температуры воздуха повышаются до +15°С. Средняя продолжительность весны по области приблизительно два месяца: с конца марта — начала апреля до конца мая — начала июня.

Увеличение высоты Солнца и продолжительности дня определяет рост суммарной радиации. Сход снежного покрова приводит к резкому уменьшению отраженной радиации и возрастанию (на 8—9 ккал/см2) поглощенной. Это, в свою очередь, вызывает быстрое повышение температуры воздуха.

Весна характеризуется обилием света (число дней без солнца в апреле, например в Новосибирске, равно 3—4, в мае — не более 1—2) и неустойчивостью погоды. С приходом арктического воздуха ясная теплая погода в мае может смениться холодной, сырой, со снегопадом; в течение одних суток температура иногда понижается на 15—20°С. Обычные для весеннего периода ночные заморозки заканчиваются, как правило, в конце мая. В весенний период происходит полное оттаивание почвы. При таянии снега резко увеличивается поверхностный сток воды, вскрываются реки, наступает половодье, начинается вегетация растений, резко возрастает активность биологических и химических процессов в почве. По всей области проводятся весенние полевые работы.

По количеству осадков весна считается сухим временем года (ежемесячно выпадает всего 20—40 мм). Преобладают ветры южного и юго-западного направлений. Увеличение тепла при недостатке дождей приводит нередко к засухе. Быстрое испарение влаги из почвенных горизонтов создает в это время трудные условия для вегетации растений. Поэтому задача земледельцев — сохранить накопленную в почве влагу, применяя агротехнические методы.

Лето начинается со средней даты прекращения заморозков и заканчивается средней датой наступления первых заморозков. Продолжительность этого времени года составляет 90—100 дней на севере области и 120—130 дней — на юге.

В летние месяцы наблюдаются самые высокие значения суммарной радиации. Среднемесячная температура воздуха выше +15°С. Средняя дневная температура в июне — июле колеблется от 20° до 27°С. Дневные температуры могут повышаться до 30—33°С, а в отдельные дни до 35—40°С. Летом отмечается наибольшее количество осадков по сравнению с другими сезонами года. В июне — августе выпадает около 50% их годовой нормы. Нередко бывают ливни, средняя продолжительность которых 3—3,5 часа. В Новосибирске 28 июня 1938 г. за одни сутки выпало больше месячной нормы (95 мм). С прохождением циклонов резко усиливаются ветры. Их скорость может достигать разрушительной силы — до 25 м/сек и более. И все же летом осадков выпадает меньше, чем может испариться, поэтому в летние месяцы большая часть территории области подвержена засухам, особенно в первую половину лета. С 15—20 июля, как правило, начинаются дожди. Это время совпадает с периодом заготовки сена, а в конце августа — начале сентября — с уборкой хлебов.

Летом продолжается вегетация растений, формируются их семена и плоды. Молодые животные учатся самостоятельно добывать корм. Интенсивно протекают почвенные процессы. Это время года — самое благоприятное для организма человека.

Осень начинается, когда средняя суточная температура воздуха становится ниже +10°С и наступают заморозки на почве, а заканчивается, когда средняя суточная температура воздуха опускается ниже -5°С и устанавливается постоянный снежный покров. Обычно осень наступает во второй декаде сентября, длится 50—60 дней и заканчивается в первой декаде ноября. В это время уменьшается приток солнечной радиации, снижается температура воздуха, происходят заморозки на почве и в воздухе. Количество и интенсивность осадков в осенние месяцы по сравнению с летом уменьшаются, а продолжительность их увеличивается. Иногда моросящие дожди могут идти несколько дней с небольшими перерывами. Испарение происходит медленно, относительная влажность возрастает.

Осенняя погода чаще всего неустойчива. Погодные условия могут быть непохожими в разные годы: сухая теплая осень одного года сменяется холодной сырой осенью другого года.

На осеннее время приходится уборка хлебов, овощей и картофеля. В неблагоприятные по увлажнению годы возможны значительные потери зерна, достигающие иногда до трети или даже половины выращенного урожая[5].

Зима начинается в конце октября — начале ноября и продолжается 150— 160 дней. С установлением снежного покрова отражается более 70% суммарной солнечной радиации. Температура воздуха быстро понижается. Этому способствует также холодный арктический воздух, при вторжении которого температура опускается до -30°С, иногда до -40...-45°С. Зимой 1968/69 гг. при частом вторжении арктического воздуха температура в январе — феврале была на 11 — 12°С ниже средней многолетней, в Новосибирске в течение 10 дней — не поднималась выше -40°С.

При прохождении циклонов в это время года температура воздуха повышается, иногда даже становится положительной (до +2... +4°С).

Осадков за зиму выпадает сравнительно мало, но велика их повторяемость (в среднем через 1—2 дня). Снежный покров достигает наибольшей высоты во второй — третьей декаде марта. Его высота в это время составляет 50—70 см на севере, 50— 40 см — на юге области. При скорости ветра 6 м/с и более бывают метели, которые образуют заносы, нарушают работу транспорта, перераспределяют снег, сдувая его с открытых мест и накапливая в понижениях, по окраинам лесных массивов, в колках.

Выводы

Климатические условия области можно оценить как удовлетворительные для жизнедеятельности человека и сельскохозяйственного производства.

Суммы температур воздуха выше + 10°С в таежной зоне и на Салаирском кряже составляют 1600°, на крайнем юго-западе, в зоне степи, достигают 2200° (см. агроклиматическую карту на первом форзаце). Такое количество тепла достаточно для созревания скороспелых и среднеспелых сортов яровой пшеницы, овса, ячменя, озимой ржи, проса, гречихи, гороха, льна, конопли, подсолнечника, овощных культур, ягодников. В южных районах области возможно выращивание позднеспелых сортов яровой пшеницы, раннеспелых сортов кукурузы, сахарной свеклы.

К неблагоприятным климатическим факторам, мешающим выращиванию сельскохозяйственных культур, относятся поздние весенние и ранние осенние заморозки, засухи, суховеи, пыльные бури, холодные и малоснежные зимы, а также прохладная и влажная погода в период созревания и уборки урожая.

На большей части территории области (в зонах лесостепи и степи) в период вегетации растений остро ощущается нехватка влаги. Коэффициент увлажнения, по данным многолетних наблюдений, в большинстве лет — менее единицы. Поэтому необходимы работы по накоплению и сохранению влаги в почве (снегозадержание, прибивка влаги весной и др.). Для роста и развития некоторых сельскохозяйственных культур нельзя обойтись без орошения.

Список литературы

1.  Кравцов В.М., Донукалова Р.П. География Новосибирской области. – Новосибирск: ИНФОЛИО – пресс, 2003.

2.  Новосибирская область. / Под ред. Воропаевой А.Л. – Новосибирск: Наука, 1998.

3.  Новосибирская область. Природа и ресурсы. / Под ред. Вавиловой П.П. – Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 1989.

4.  Основы производства, переработки и хранения продукции растениеводства. / Сост. Медведева З.М., Бабарыкина С.А., Касливцева Т.М. – Новосибирск, 2003.

5.  Петрова Н.И., Теверовская Х.А. Географическое положение, территория и границы Новосибирской области. – Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 2003.

Приложение

Дневник наблюдений за элементами погоды (апрель 2006г.)

[1] Петрова Н.И., Теверовская Х.А. Географическое положение, территория и границы Новосибирской области. – Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 2003. – с.13.

[2] Новосибирская область. Природа и ресурсы. / Под ред. Вавиловой П.П. – Новосибирск: Западно-Сибирское книжное издательство, 1989. – с.28.

[3] Новосибирская область.  / Под ред. Воропаевой А.Л. – Новосибирск: Наука, 1998.

[4] Кравцов В.М., Донукалова Р.П. География Новосибирской области. – Новосибирск: ИНФОЛИО – пресс, 2003. – с.-46-48.

[5] Основы производства, переработки и хранения продукции растениеводства. / Сост. Медведева З.М., Бабарыкина С.А., Касливцева Т.М. – Новосибирск, 2003.