Характеристика климата и фенологические наблюдения в крае
2.1. Особенности климата Краснодарского края
На Азово-Кубанской равнине, в предгорьях и горах Северного Кавказа, На Черноморском побережье и на Таманском полуострове в одно и то же время можно наблюдать разную погоду. Для каждого времени года также характерна своя погода. Эти ежегодно повторяющиеся особенности погоды и составляют климат данной местности.
Формирование климата края определяется:
ü географической широтой, обуславливающей распределение солнечной радиации;
ü преобладающими воздушными массами;
ü близостью к морям;
ü характером подстилающей поверхности;
ü рельефом местности.
Климат большей части края умеренно – континентальный, на побережье, южнее Туапсе субтропический.
Территория, благодаря своему южному положению, получает много тепла, и солнечная суммарная радиация за год составляет 120 ккал на см 2.. На территории России это наиболее высокий показатель. Продолжительность солнечного сияния 2200—3400 часов в год, что на 800—900 часов больше, чем в Москве. На микроклимат отдельных территорий края оказывают влияние местные ветры: бризы, фены, норд-осты.
Для края характерны неблагоприятные погодные условия и атмосферные процессы, которые влекут за собой опасные последствия: пыльные бури, суховеи, ураганные ветры, ливни на южных склонах Кавказских гор и Черноморском побережье.
Климат равнинной части края Территория Кубанской равнины открыта с севера, а это значит, доступна действию арктических воздушных масс. На формирование погоды определенное влияние оказывают циклоны и антициклоны. Циклоны (воздушные массы с пониженным давлением) обычно приносят дождливую, неустойчивую погоду. Антициклоны (воздушные массы с повышенным атмосферным давлением) способствуют установлению устойчивой погоды, теплой летом и холодной зимой. При восточном и северо-восточном ветре летом бывает сухая и жаркая погода. Зимой при этих ветрах наступают холода. Особенно резкое понижение температуры наблюдается при прорыве в Предкавказье арктических воздушных масс. Температура воздуха падает до – 25 0 С. Наибольшая скорость ветров в это время наблюдается на северо-западе Черноморского побережья, в районе города Новороссийска. Этот северо-восточный ветер называется «бора». Для климата в равнинной части края характерны мягкая зима и жаркое лето. Продолжительность безморозного периода достаточно велика (260 – 300 дней), нов отдельные годы возможны ранне – осенние или позднее – весенние заморозки. На Черноморском побережье устойчивого холодного периода вообще не наблюдается.
Климат в равнинной части края умеренно теплый, с жарким летом и мягкой зимой. На Черноморском побережье — переходный к субтропическому (от Анапы до Туапсе) и субтропический (от Туапсе до Адлера). Средняя температура января от +4-5°С (в Западном Предкавказье, в районе Анапы) до —8°С в горах на высоте 2000 м, июля — +22-24°С на равнине, +12- 13°С в горной местности.
Климат Тамани засушливый. Лето сухое, жаркое, зима относительно мягкая и влажная. Безморозных дней более 220. Количество осадков выпадает от 350 мм до 500 мм. Климат предгорий — умеренно континентальный, без резких колебаний суточных и месячных температур. В западной, более низкой части района среднегодовые температуры около 11 °С, на востоке, где местность выше, температуры опускаются до +8°С. Лето длится 4-5 месяцев. Средняя температура его колеблется от +14-15°С (май) до +20-22°С (август). Осенью и весной тепло.
Климат в горной части края Климат предгорий умеренно континентальный, без резких колебаний суточных или месячных температур. Климатические условия местности предопределяется её высотой. В западной части района, более низкой, среднегодовые температуры близки к 11 0 , на востоке местность выше, и они опускаются до 80 С. Почти каждая долина имеет свой микроклимат. В северной части побережья (у Анапы) климат континентальный. Лето жаркое, местность продувается ветрами, поэтому зной не ощущается. Годовое количество осадков не превышает 420 мм. Зима теплая. 2460 часов в году солнечно. Южный причерноморский район — это типично влажные субтропики.
С севера Главный Водораздел защищает от холодных ветров. С другой стороны, теплое море обогревает его.
Годовое количество осадков в юго-восточной части предгорий 600—800 мм (северный склон ГКХ), на южном склоне — 800—1000 мм. Засухи в летнее время сравнительно редки и непродолжительны. Иногда выпадает град и уничтожает посевы. Зима очень короткая и мягкая. Выпавший снег, как правило, быстро тает.
Климатические условия в горах различаются. Уже в сентябре в высокогорье выпадает первый снег, который через несколько дней тает. Устойчивый снежный покров устанавливается с конца ноября — начала декабря и держится до апреля. В районе Красной Поляны (метеостанция Ачишхо) расположено самое влажное место в России. Здесь выпадает свыше 3200 мм осадков в год. Глубина снежного покрова в многоснежные зимы достигает 7,8 м. При подъеме на каждые 100 метров температура понижается на 0,5 0. Среднегодовая температура примерно +40 С. Уже в октябре – ноябре в горах лежит снег. Больших морозов не бывает, зима снежная, безветренная и продолжительная. Но высоко в горах иногда бывают очень сильные морозы.
Климат Черноморского побережья субтропический. При рассмотрении климата побережье разделяют на два климатических района: северный и южный. Северный расположен от Анапы до Туапсе. Этот район называется сухие субтропики, количество осадков 400 – 700 мм, южный – от Туапсе до границы с Абхазией – влажные субтропики с количеством осадков 800 – 1200 мм.
2.2. Характеристика метеорологических элементов и явлений погоды
Процессы влагооборота.В Краснодарском крае имеет большое значение близость Черного и Азовского морей. Характер циркуляции атмосферы здесь очень сложный. Разнообразие ландшафтов, близость незамерзающих морей, высокие хребты Кавказа вносят изменения в общий перенос воздушных масс и обусловливают большое разнообразие климата.
Важную роль в формировании климата края играют горные хребты Большого Кавказа, простирающиеся в южной части. Они препятствуют продвижению на юг холодных воздушных масс с севера, усиливают выпадение осадков при вхождении на территорию края влажных масс воздуха и создают ярко выраженную вертикальную зональность климата со своеобразными местными условиями. В климатическом отношении край отличается большим разнообразием — от холодного климата высокогорий к умеренно-континентальному климату Прикубанской низменности и лесных предгорий до субтропического климата Черноморского побережья.
Погода есть состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определенный момент или в ограниченный промежуток времени (сутки, месяц). Она обусловлена физическими процессами, происходящими при взаимодействии атмосферы с космосом и земной поверхностью. Погода характеризуется метеорологическими элементами и их изменением во времени.
Метеорологические элементы характеризуют состояние атмосферы и атмосферных процессов.
К ним относят температуру воздуха, давление, влажность воздуха, ветер, облачность и осадки, дальность видимости, туманы, грозы и другие, а также продолжительность солнечного сияния, температуру и состояние почвы, высоту и состояние снежного покрова и др.
Многолетний режим погоды и будет местным климатом. Для характеристики климата мы рассмотрим наиболее важные из метеорологических факторов, влияющих на состояние атмосферы.
Атмосферное давление — это сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до верхней границы атмосферы. Среднее атмосферное давление на уровне моря равно 760 мм рт. ст., или 1013,25 ГПа (гектопаскаль). Это так называемое нормальное давление. С высотой давление воздуха убывает. В приземном слое оно уменьшается примерно на 1 ГПа на каждые 8 м высоты. На высоте 5 км давление почти вдвое меньше, чем на уровне моря. Чтобы можно было сравнить давление воздуха в разных районах, все метеорологические станции приводят его к одному уровню — уровню моря.
В крае атмосферное давление подвергается большим непериодическим изменениям. Однако все же по средним многолетним данным зимой давление несколько выше, чем летом.
Среднее годовое давление, приведенное к уровню моря, — 762 мм рт. ст. Год от года среднегодовое давление меняется мало. Самое высокое (770 мм рт. ст.) было отмечено в 1898 г., а самое низкое (758 мм рт. ст.) — в 1923, 1955 гг.
От величины давления зависит количество кислорода в воздухе. Небольшой недостаток кислорода стимулирует организм человека на повышение уровня гемоглобина в крови для более быстрого снабжения тканей кислородом. Поэтому среднегорья (район Красной Поляны) избираются для тренировок и закаливания организма спортсменов перед соревнованием в горах. Туристам, которые идут в поход на высоты более 2000 м (район массива Фишт—Оштен), важно знать, что их может подстерегать «горная болезнь», кислородное голодание или другие капризы атмосферы.
Ветер. Необходимой характеристикой климата любой местности является направление и скорость ветра, так как они указывают на преобладание той или иной воздушной массы. Ветер характеризуется скоростью и направлением, поэтому его можно представить в виде вектора. Направление ветра измеряется в градусах (от 0 до 360°) или в румбах, а скорость в м/с по шкале Бофорта. Основной причиной возникновения ветра является разность давления: чем она больше на единицу расстояния, тем сильнее ветер.
Преобладающими ветрами являются ветры восточной составляющей, зимой они относительно холодные, а в весенне-летний период носят суховейный характер. Скорость ветра зависит от многих причин, но зимой в крае она в среднем больше, чем летом. Среднегодовая скорость ветра составляет в Ейске 5,8 м/с, в Краснодаре — 3,2, в Сочи — 2,8, а на Маркотхском перевале — 8,8 м/с.
В отдельных частях края наблюдаются местные ветры: фены, бризы, а в горах Кавказа — горно-долинные вследствие барической неоднородности.
Фены — теплые сухие нисходящие потоки воздуха, спускающиеся с гор и переходящие на равнинную часть края. Скорость их бывает 15 м/с и выше. При фене температура значительно повышается, а влажность воздуха падает.
Бризы наблюдаются главным образом на Черноморском побережье. Они особенно развиты летом. В Сочи морской бриз в дневное время сильно снижает жару. Смена берегового бриза на морской происходит летом между 7—10 часами утра, обратная смена в 6—9 часов вечера. Вертикальная мощность морского бриза в Сочи 800—1000 м, берегового — 250 м.
Термический режимВ крае температура изменяется как от севера к югу, так и в зависимости от высоты места. На большей части территории средняя годовая температура составляет 10—11°С. Повсеместно, за исключением Таманского полуострова, юга Черноморского побережья и предгорий, максимальные температуры могут достигать 40—42°С (абсолютный максимум 43°С), а минимальные — ниже 30°С (абсолютный минимум — 41°С). Однако абсолютные максимум и минимум температуры наблюдаются очень редко. Наиболее удобными показателями для характеристики климата являются средние температуры июля и января.
Средние температуры января колеблются от —4°С (на равнине) до 5°С (на Черноморском побережье). Средние температуры июля 22—24°С, в горах на высоте 2200 м в янтаре —8°С, а в июле — 13°С. Средняя суточная температура в теплый период года большей частью колеблется в пределах 20—25°С, значительно реже повышается до 30°С и далеко не каждый год достигает 35°С. При этом повышение среднесуточной температуры до 28—30°С наиболее часто наблюдается в северо-восточных районах края.
Продолжительность безморозного периода в среднем за многолетний период в Краснодаре 193 дня, а в остальные годы безморозный период может колебаться от 132 до 236 дней. По мере увеличения высоты места безморозный период сокращается и составляет в Отрадной 180, а на метеостанции горы Ачишхо 142 дня. На Таманском полуострове безморозный период длится 222 дня, в Туапсе — 248, в Сочи — 289 дней.
Температура почвы зависит как от солнечной радиации, попадающей на подстилающую поверхность, так и от характера самой почвы (ее теплоемкости, теплопроводности и др.). Температура почвы существенно влияет на термический режим атмосферы. Данные о температурном режиме почвы необходимы в сельском хозяйстве, в строительстве, при эксплуатации дорог и подземных коммуникаций. Распределение температуры почвы по краю с севера на юг и с запада на восток не имеет определенного характера. В общем средние годовые температуры почвы превышают температуру воздуха.
Заморозки. В переходные сезоны на фоне положительных средних суточных температур воздуха возникают заморозки, связанные с понижением температуры на этом фоне до 0°С и ниже. Средняя дата окончания заморозков в крае на равнинной части падает весной на третью пятидневку апреля, в предгорьях — на четвертую, в горах — на 20—25 числа. На Азовском и севере Черноморского побережий (Темрюкский и Анапский районы) заморозки приходятся на конец марта, начало апреля. В отдельные годы заморозки кончаются уже в марте, но чаще всего к концу апреля или в начале мая, а в высокогорьях (по данным метеостанции Ачишхо) — в первой декаде июня.
Первые осенние заморозки наблюдаются в середине октября, на побережье — в конце октября. Опасными являются заморозки после 15 апреля, когда они могут повредить цветущие сады, а также ранние сентябрьские, когда в поле еще не убраны помидоры и другие теплолюбивые культуры. Однако интенсивность заморозков в эти периоды, как правило, невелика. Первые заморозки осенью в среднем на 19 октября. В случае раннего наступления холодов заморозки наблюдаются значительно раньше, как, например, 12.09.1941 г.
Влажность воздуха. Разнообразные физико-географические условия края определяют и большую изменчивость содержания водяных паров в воздухе, то есть его влажность. С влажностью воздуха тесно связаны процессы испарения, образования облачности и тумана, выпадения осадков, росы, инея, гололедно-изморозевые явления. Влажность воздуха зависит не только от местного испарения, но в большей степени и от того, откуда приходят воздушные массы, от степени их насыщения. Особенно это относится к холодному времени года, когда наибольшее количество влаги приносят теплые ветры, идущие с Черного и Средиземного морей.
Относительная влажность воздуха характеризует степень его насыщения водяным паром и из всех характеристик влажности представляет наибольший практический интерес. В условиях Краснодарского края относительная влажность воздуха значительно изменяется по сезонам.
В холодный период она держится в высоких пределах и в среднем за месяц колеблется от 75 до 85%. В горах и на Черноморском побережье влажность несколько ниже (70—80%). В теплый период года значение относительной влажности становится наиболее низким и составляет в северных и северо-восточных степных районах в среднем за месяц около 45—50%, а в предгорной части, в горах и на Азово-Черноморском побережье она остается в более высоких пределах (60—70%), а на остальной территории края — 50—60%.
Испарение. Точных и многолетних данных по испарению влаги нет. Испаряемость, то есть возможное испарение при данных метеоусловиях, вычислена теоретически. На территории края испаряемость составляет за вегетационный период на севере и северо-востоке 750—800 мм, а на юге края — 450—500 мм. По месяцам наблюдается быстрое увеличение испарения от апреля до июля (максимум), начиная с августа идет уменьшение, и в ноябре оно не превышает 30—60 мм.
Атмосферные осадки. В условиях разнообразного климата края осадки являются весьма изменчивым элементом. Наряду с наличием сухих периодов, когда осадков нет совсем или они выпадают в малых количествах (весна —лето 1995 г.), бывают более или менее продолжительные периоды с большим количеством осадков и частым их выпадением (весна 1988 г.).
Сумма осадков за месяц является характеристикой климата данной местности, хотя и подвержена большим колебаниям. Среднее годовое количество осадков колеблется от 450 мм (Таманский полуостров) до 3000 мм (высокогорные районы края, массив Фишт—Оштен). Больше всего осадков выпадает на южном склоне Большого Кавказского хребта в районах, прилегающих к зоне влажных субтропиков края, где среднее их значение составляет (в мм): Ачишхо — 3200, Красная Поляна — 1676. К северо-западу от Туапсе их количество уменьшается и составляет в Джубге 1176, Анапе — 533. В полосе северных предгорий и низкогорий обычны осадки от 600 до 800 мм, на Кубанской равнине — 400—600 мм. По агрегатному состоянию различают твердые, жидкие и смешанные осадки. Зимний максимум объясняется длительными обложными осадками, а летний минимум — кратковременными ливнями.
Снежный покров. В крае в холодный период года почти повсеместно, за исключением Черноморского побережья, выпадает снег. Уже в ноябре могут наблюдаться снегопады, вызывающие образование первого неустойчивого снежного покрова, который держится несколько часов. В декабре снег и дожди выпадают примерно одинаково часто и устойчивого снежного покрова, за исключением горной части края, не отмечается. В январе обычно устанавливается снежный покров, хотя продолжительность залегания снега очень различна и колеблется от нескольких дней до месяца. В первой декаде февраля высота устойчивого снежного покрова обычно максимальная. В марте устойчивый снежный покров чаще всего сходит, но нередко снегопады вызывают образование нового кратковременного снежного покрова. В отдельные годы снегопады бывают и в апреле, в особенности в предгорных районах. Иногда в апреле можно видеть снег в Сочи до 20 см высотой (1993, 1997 гг.), но в течение дня он быстро сходит. Мощность снежного покрова в крае невелика, в особенности в степных районах, и средняя из наблюдаемых высот не превышает 10—20 см. Наибольшая высота в предгорных районах (30—60 см), и особенно велика она бывает в высокогорье (до 200 и более см), достигая максимальное отметки 600 см у г. Фишт.
Неустойчивость снежного покрова является характерной чертой климата Краснодара. Она определяется неустойчивым и теплым термическим режимом города. Частые оттепели зимой, связанные с прохождением атлантических циклонов, и большая их повторяемость обеспечивают небольшие высоты снежного покрова и неустойчивый характер его залегания.
2.3. Сезоны года и фенологические явления
Календарные времена года не всегда совпадают с климатическими сезонами, с которыми связаны изменения природных явлений. Метеорологи считают началом сезонов средние многолетние даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°, 10°, 15°С. Но такие критерии не всегда соответствуют другим показателям развития природных комплексов. Между отдельными сезонами в условиях кубанского климата нет резкой границы. После весны установить начало лета или после осени — начало зимы порой бывает почти невозможно.
В большинстве случаев принимается условное подразделение года на климатические сезоны:
— зима начинается с момента перехода среднесуточных температур через 0°С в сторону понижения;
— весна — после перехода среднесуточных температур через 0°С в сторону повышения и заканчивается при среднесуточных температурах воздуха 15°С;
— лето охватывает период времени со среднесуточными температурами выше 15°С;
— осень начинается при наступлении среднесуточных температур ниже 15°С и заканчивается при их понижении до 0°С.
Год в Краснодарском крае разделен на 4 сезона, неравных по продолжительности. Здесь самый продолжительный сезон — лето (137 дней), зима длится 65, весна — 83, осень — 80 дней.
Сезонными изменениями в природе, такими как гидрологические (разливы рек, замерзание и др.), почвенные, ботанические (фазы развития растений), зоологические (передвижение животных, изменение их образа жизни), занимается наука фенология. Коротко можно сказать, что фенология изучает географические явления в их динамике.
Сезоны года. На территории края, как отмечалось выше, между сезонами года нет резких границ. Условным показателем сезонов является переход средней суточной температуры воздуха через следующие установленные пределы: 0, 5,1 0, 15, 20°С.
Начало весны соответствует переходу среднесуточной температуры через 0°С к положительным значениям. По многолетним данным этот переход наблюдается в северной части края в первой декаде марта, в южной — в последней декаде февраля.
Следующий этап весеннего потепления (переход через 5°С) вызывает начало оживления растительности. Это чаще всего вторая половина марта.
Интенсивное развитие растительности по всему краю начинается при переходе средней суточной температуры через 10°С (в середине апреля) с разницей между севером и югом лишь в несколько дней. Однако более поздние заморозки наблюдаются довольно часто.
Переход к лету определяется переходом средней суточной температуры воздуха через 15°С. Обычно такой переход по краю отмечается в начале мая, в предгорных районах — во второй половине мая, в горах — в начале мая. Однако нередки случаи продолжительного возврата холодов. Продолжительность летнего периода в теплой части края колеблется в пределах 130—140 дней, в районе Туапсе — Сочи — 160—170 дней, в горных районах — 80— 90 дней. Средняя месячная температура июля 22—24°С (в горах 12—18°С). Максимальная летняя температура достигает 40°С.
Осенний переход средней суточной температуры воздуха через 15°С в сторону понижения наблюдается в среднем в конце сентября, в районе Туапсе — Сочи — на месяц позднее, а в горах — в начале сентября. Период с устойчивыми заморозками в среднем почти совпадает с переходом температуры воздуха через 10°С (обычно в октябре), но бывает по-разному.
С переходом средней суточной температуры через 10°С прекращается развитие теплолюбивых культур, но рост и развитие озимых активно продолжается до перехода температуры воздуха через 5°С. Снижение температуры от 10°С до 15°С в течение осени проходит медленнее, чем нарастание температуры в этих пределах весной. Считая, что температура 5°С является показателем возможности развития растительности, продолжительность вегетационного периода для преобладающей части Краснодарского края в среднем составляет 210—240 дней. В западных районах наступление температуры 5°С позднее, чем в восточных.
Окончанием осеннего периода и переходом к зиме принято считать переход средней суточной температуры через 0°С (вторая декада декабря).
Зимний период продолжается 60—90 дней, но устойчивая зима в крае наблюдается крайне редко. Зима мягкая, с частыми оттепелями.
Климатические катастрофы на территории Кубани
Самая суровая зима на территории Краснодарского края была в 764 году. Византийские хроники сообщают о замерзании на 100 миль от берега Черного моря. В тот год промерзло и Азовское море от Таманского полуострова до Дуная. Когда сверху выпал ещё и снег, море приняло вид суши. И по Черному морю ходили до самого Константинополя. Интересны и следующие факты. Зима 1709 года также была необычайно суровая, снежная, не только на Северном Кавказе, но и по всей Европе. Полностью замерзли даже каналы Венеции. Одно из самых ранних наступлений сильных зимних морозов было в ноябре 1788 году. Уже в середине ноября выпал снег и сильные морозы стояли в течении нескольких дней.
Исключительно холодным был ноябрь 1993 год, который обрушился на Краснодарский край ураганными ветрами, сильными морозами. Среднемесячная температура была самой низкой за весь столетний период наблюдения. Самая большая высота снежного покрова отмечена в зимой 1880 года. Высота снежного покрова от 1,5 метра до 2 метров.
Зиму 1953 года называют «зимой века». Исключительно сильные морозы охватили с ноября по апрель огромную территорию – от Испании и Франции до Уральского хребта. Полностью замерзло Азовское море и северная часть Черного. Через Керченский пролив было открыто устойчивое автомобильное сообщение. Замерзли горные реки и образовались в низовьях ледяные заторы. Это вызвало на Кубани катастрофическое наводнение.
Самый сильный ураган отмечен на Кубани 18 мая 1966 года. По десятибалльной шкале сила урагана была максимальной. Слой града при этом был до 20 см.
2.4. Неблагоприятные и опасные атмосферные явления
Облачность является важной климатической характеристикой. Она уменьшает приток солнечной радиации днем, защищает землю от выхолаживания, несет дождь, снег, грозу, град. Высота облаков влияет на освещенность. Облачность формируется в результате взаимодействия циркуляционных процессов и подстилающей поверхности, определяющих направление воздушных потоков, их влагосодержание.
В Краснодарском крае, расположенном в пределах Большого Кавказа, образование облачности идет при медленном подтекании более холодного воздуха под более теплый. Все облака в зависимости от высоты нижней границы делятся на три яруса.
К верхнему ярусу относятся перистые и перисто-кучевые облака, их нижняя граница расположена выше 6 км.
Средний ярус включает в себя высококучевые и высокослоистые облака, расположенные на высоте 2—6 км.
Нижний ярус включает слоисто-кучевые, слоистые и слоисто-дождевые облака, их нижняя граница не превышает 2 км.
Особую группу составляют облака вертикального развития (кучевые и кучево-дождевые), граница основания которых лежит в нижнем ярусе, хотя сами они могут занимать по вертикали несколько ярусов.
Все формы облаков имеют явно выраженный годовой ход. Исключение составляют высококучевые облака, которые равномерно распределены в течение года.
Каждый сезон года характеризуется преобладанием облачности определенных форм. Для холодного периода года характерны сложные формы облаков. Образование нижней слоистой облачности при вторжении воздушных масс с запада и северо-запада сопровождается туманами, моросью и обложными дождями. Зимой преобладают слоистые формы, дающие до 70—80% всей облачности.
В летний сезон преобладают кучевые формы облаков, в особенности высококучевые, приносящие дожди, ливни, иногда град.
Степень покрытия небосвода облаками оценивается по десятибалльной шкале, при этом различают три состояния неба: ясное (0—2 балла), полуясное (3—7 баллов), пасмурное (8—10 баллов). Облачность определяет степень ясности погоды. Например, в Краснодаре ясная погода преобладает летом (июль-август), пасмурная — зимой, ч
Туманы и видимость. Туманом в атмосфере называют скопление водяных капелек или ледяных кристаллов в приземном слое, вызывающих помутнение воздуха, при котором горизонтальная дальность видимости уменьшается и становится менее 1 км. Благоприятным фактором, способствующим образованию туманов над крупными городами, является содержание в воздухе дополнительных ядер конденсации (результат работы многочисленных предприятий и транспорта). Разновидностью городского тумана является смог (смесь дыма, тумана и пыли), который в атмосфере промышленных городов возникает из частиц сажи, пепла, продуктов сухой перегонки топлива, во влажной атмосфере содержит капельки жидкости. В Краснодаре в среднем за год отмечается 30 дней с туманами. Внутри города их распределение показано в табл.15.
Важной характеристикой туманов является их продолжительность, которая колеблется в очень широких пределах и имеет четко выраженный годовой ход с максимумом зимой и минимумом летом.
Важной характеристикой туманов является их продолжительность, которая колеблется в очень широких пределах и имеет четко выраженный годовой ход с максимумом зимой и минимумом летом.
Летние туманы кратковременны и продолжаются в среднем 1—2 часа в месяц. За весь теплый период средняя продолжительность составляет 24 часа, а за холодный период — 161 час. С постройкой Краснодарского водохранилища увеличилась продолжительность туманов в холодный период. Дымка представляет собой начальную стадию конденсации водяного пара и для Краснодара наблюдается чаще, чем туманы.
Гололедно-изморозевые отложения, возникающие в холодный период года, способствуют появлению отложений льда на деталях сооружений, проводах воздушных линий связи и электропередач, на ветвях и стволах деревьев. В крае на метеостанциях ведутся наблюдения за такими видами отложений, как гололед, кристаллическая и зернистая изморозь, мокрый снег. Для образования гололеда характерен интервал температур от 0 до 5°С и скорость ветра от 1 до 9 м/с, а для изморози температура воздуха колеблется от —5 до — 10°С при скорости ветра от 0 до 5 м/с. Чаще всего (до 75%) гололедно-изморозевые отложения образуются при восточных ветрах. Среднее число дней с этими отложениями приведено в табл.17.
Из всех видов обледенения наиболее частым является гололед. Среднее число дней с гололедом в Краснодаре равно 5, максимум — 18 дней, причем 10 из них приходится на декабрь. Зернистая изморозь наблюдается в течение 4 дней, а максимум равен 11 дням, из которых 6 отмечаются в январе. В среднем за год в Краснодаре бывает 15 дней со всеми видами обледенения проводов, а суммарная продолжительность составляет 136 часов, при времени сохранения льда на проводах до 12 часов (77%) случаев (Климат Краснодара, 1990).
Грозы и град являются одним из наиболее величественных и опасных явлений природы. Грозы по условиям образования делятся на фронтальные и внутримассовые.
Фронтальные грозы образуются на поверхности раздела двух воздушных масс в условиях развития грозовой кучево-дождевой облачности с верхней границей до 12—14 км и интенсивным проявлением электричества. Эти грозы перемещаются вместе с фронтом и сопровождаются электрическими разрядами (молнией), шквалистым ветром и градом. Поэтому их прогноз очень важен для всех без исключения отраслей хозяйственного комплекса.
Внутримассовые грозы имеют локальный характер образования, чему способствует неустойчивость воздушных масс, ведущая к интенсивному их перемещению. Обычно такие грозы бывают летом в жаркую погоду при большой влажности и сильном прогреве приземного слоя воздуха. Проходят они очень бурно и кратковременно.
Наиболее часто грозы в крае наблюдаются в предгорных районах. В среднем за год число дней с грозой составило в Белоре-ченске — 12, Лабинске — 16, Сочи — 18.
Молнии бывают причиной пожаров, случается, что молнии поражают скот и людей. В годовом ходе число дней с грозой увеличивается от весны к лету и уменьшается к осени. Зимние грозы — явление крайне редкое, так в Краснодаре они наблюдаются не чаще 1 раза в 7 лет. Наибольшее число дней с грозой в Краснодаре составило 46, наименьшее — 15 (табл. 18).
Град отмечается в теплый период года, преимущественно в мае—июне, при сильных грозах из мощных облаков. Обычно он сопровождается ливневыми дождями, шквальными ветрами. Выпадает град пятнами или полосами, до нескольких км в длину и до 1 км в ширину. Среднее число дней с градом — 9—12, в горах — до 20. На Черноморском побережье среднее годовое число дней с градом в районе Анапа — Новороссийск — 1—2, в Туапсе — Сочи — 2—3, в Краснодаре — 1,5 дня. Наиболее градоопасными являются предгорные районы: Лабинский, Отрадненский, Курганинский, Новокубанский, где размеры града могут достигать размера голубиного яйца, выбивая поля, сады, а в отдельных случаях нанося значительные ушибы людям.
Сильные ветры. В начале прошлого века адмирал Френсис Боффорт предложил шкалу силы ветра в баллах (шкала Боффорта) по вызываемому ветром волнению. Позже шкала была дополнена оценкой действия ветра на наземные предметы и принята в 1874 г. международным комитетом для всеобщего применения. В 1946 г. она была вновь уточнена. По ней 0 — это штиль, 8 баллов — шторм, очень крепкий ветер со скоростью 20 м/с, при котором затруднено всякое движение против ветра, 12 баллов — ураган со скоростью более 29—33 м/с (Приложение 2).
К числу опасных явлений погоды относят ветер со скоростью более 15 м/с. По территории края среднее число дней с сильным ветром изменяется от 15 до 30 дней. Наибольшее их число наблюдается на Азовском побережье и в районе Анапы — Тамани, особенно интересен мыс Большой Утриш (расположенный в 20 км южнее Анапы), где ветры со скоростью 15 м/с очень часты в осенне-зимний сезон. Высока повторяемость таких ветров в районе Армавира (ветровой коридор), Новокубанском районе и северо-восточных районах края (Новопокровский), где 35—60 дней в году сильный ветер. В отдельные годы число таких дней может достигать 80. Наибольшая повторяемость сильных ветров наблюдается в феврале—марте.
Сильный ветер вызывает ветровую эрозию на полях, пыльные бури, волнения на море, водохранилищах, озерах, повреждает линии высоковольтных передач, срывает с корнем деревья и крыши домов. Наиболее сильные ураганы были отмечены в конце XIX в. в 1882 г., 1887 г., в XX в. в 1901, 1926, 1966 гг. Так, в 1882 г. 3 июля во многих пунктах Кубанской области пронесся сильный ураган с градом. Разрушены постройки, снесены крыши. Выпавший град достигал размеров более куриного яйца, а его слой составил 36 см. В 1887 г. в Армавире был ураган и град с кулак взрослого человека. В 1926 г. Краснодар пострадал от урагана, сопровождавшегося грозой и ливнями, город был буквально залит.водой. Такой силы ураганы постигли Краснодар в 1966 и 1989 гг. Так, 18 мая 1966 г.скорость урагана достигала 10 баллов, а слой града — 15—20 см и держался более суток.
Другое стихийное явление сильных ветров — это возникновение пыльных бурь и суховеев. На Кубани они чаще всего возникают весной, когда почва лишена растительности и находится в разрыхленном состоянии. Необходимыми условиями возникновения пыльных бурь в Краснодарском крае является наличие засушливого периода не менее 10—15 дней на значительной территории, выпадение осадков в предшествующий период менее 50% от нормы, а также усиление ветра до 15 м/с и более. В крае за год число дней с пыльной бурей возрастает с запада на восток.
В 1805 г. страшные пыльные бури ветром срыли курган высотой до 2 м. В 1896 г. в степной зоне Кубани около трех месяцев не выпало ни капли дождя, отмечались сильные восточные ветры.
В XX в. наш край был подвержен пыльным бурям в 1928, 1929, 1947, 1948, 1952, 1960, 1965, 1969, 1972 гг., когда ветром был сорван пахотный слой 12 см и подняты в воздух миллионы тонн чернозема. Особенно катастрофические последствия нанесла пыльная буря 17—23 марта 1960 г. В районе Армавир—Отрадная—Невинномысск происходило сдувание не только верхнего слоя, семян и растений, но была затронута и материнская порода, что привело к образованию борозд выдувания глубиной 1—1,5 м и длиной до 10 м. У лесных полос мощность наносов составила 45—60 м, причем высота валов наноса доходила до 3—4 м. Наибольший ущерб сельскому хозяйству принесла пыльная буря в феврале 1969 г., когда в Краснодаре в 12 часов дня было как в сумерках, а трамваи ходили с зажженными фарами. Максимальная скорость ветра достигала 25—30 м/с, а порывами — до 50 м/с. На Кубани был сорван слой чернозема до 10 см с площади около 2 млн. га, засыпаны каналы, дороги, возле лесополос высота валов достигала 3—3,5 м.
Новороссийский бора. Борой называют ветры местного характера, сильные, порывистые, дующие с прибрежных невысоких гор в сторону сравнительно теплого моря. В зимнее время бора сопровождается резким понижением температуры. Бора возникает на Черноморском побережье края от Анапы до Туапсе, но наиболее ярко он проявляет себя в районе Новороссийска. Условия для боры создаются, когда над морем располагается область низкого давления, а на суше давление быстро повышается. Такая ситуация приводит к тому, что холодный воздух, перевалив через Маркотхский перевал высотой 450 м, направляется к морю и, пройдя над Цемесской бухтой, с огромной силой устремляется на город. Скорость ветра при боре может достигать 40 м/с, а отдельные порывы ветра превышают 60 м/с. Вертикальная мощность потока холодного воздуха, текущего по склонам гор, составляет примерно 200 м. Новороссийский бора наблюдается преимущественно в холодное время года. В среднем за год в Новороссийске отмечается 46 дней с борой. Продолжительность боры колеблется обычно в пределах 1—3 дней, а иногда и больше. Бора сопровождается резким понижением температуры до —20— 25°С. Водяные брызги, поднимаемые ветром в заливе, при низкой температуре сразу же замерзают, и суда под тяжестью покрывающего их льда могут затонуть. Слой льда, образующийся от брызг морской воды на набережной Новороссийска, достигает 4 м. В результате обледенения часто обрываются провода и опрокидываются телеграфные стЪлбы, отмечены случаи, когда ветер опрокидывал вагоны. Наиболее катастрофические последствия от боры зарегистрированы в 1848, 1899, 1937 и 1963, 1993, 1997 гг., как правило, зимой. В феврале 1997 г. во время боры были затоплены 3 корабля, имелись человеческие жертвы.
Смерч. Смерчем называется вихрь с вертикальной осью вращения, связанный с мощным кучево-дождевым облаком, диаметр которого составляет от нескольких десятков до нескольких сотен метров. В Америке смерч на суше называется торнадо (от испанского слова «торнадо», что означает гроза). Особо сильный смерч — тромб, это когда вихревой ветер штормовой скорости сопровождается грозой, градом и сильным шумом от столкновения поднятых в воздух предметов. Шум усиливается раскатами грома и стуком падающих градин. При возникновении смерча сначала в течение нескольких минут происходит медленный пульсирующий рост воронки под мощным, угрожающего вида кучево-дождевым облаком. Ширина вращающейся части облака уменьшается, облако как бы стягивается (обычно от полукилометра до 100—200 м). Навстречу воронке с земли или с моря поднимается вихрь из пыли, брызг воды. Это и есть каскад. Иногда видны только верхняя и нижняя части смерча. В зрелой стадии воронка удерживается у земли. Ее размеры на высоте сотни метров увеличиваются, делая смерч, подобно гигантскому тюльпану. В стадии сокращения вихрь уменьшается от десятков метров, напоминая сильно скрученный жгут. В стадии рассеивания происходит дробление воронки и ее разрушение. Распадающиеся полосы близки к диаметру воронки у основания облака. Длина воронки смерча может быть различной — от десятков метров до нескольких километров, а ее диаметр в том месте, где она примыкает к материнскому облаку, может составлять от нескольких метров до сотен метров. Чаще всего воронка напоминает хобот, однако встречаются воронки и других форм — короткие толстые колонны, характерные для очень сильных смерчей. На протяжении короткой жизни смерча размер и форма воронки могут существенно меняться, отражая колебания скорости ветра в тропосфере или изменение характеристик втекающего в смерч воздуха. Продолжительность существования смерча небольшая, от нескольких минут до нескольких часов, длина пути в среднем 15 км. Скорость струй восходящего потока достигает 90 м/с, а горизонтальная составляющая обычно превышает 50 м/с. Интенсивность смерчей оценивают в баллах (от 2 до 8) в зависимости от максимальной скорости ветра. Обычно различают три основные группы смерчей:
1) слабые, со скоростью ветра менее 50 м/с; 2) сильные, с ветром 50—90 м/с;
3) катастрофические, в которых скорость ветра может достигать и даже иногда превышать 140 м/с.
Хотя катастрофические смерчи встречаются всего в двух-трех случаях, именно они обусловливают наибольшие разрушения. Они могут возникнуть в любое время суток, тогда как обычные смерчи чаще всего бывают во второй половине летнего дня. Локальность смерчей — причина того, что редко удается с помощью приборов зафиксировать действительную скорость ветра и величину понижения давления в них. Один из расчетов исследователей дал скорость 73 м/с на высоте 70 м и на расстоянии 40 м от оси вихря. Близкая к этой величине скорость получена по оценке силы ветра, который сорвал с опор и перенес на милю 13-тонный бак с удобрениями. Известен случай, когда торнадо сорвал и скрутил 108-тонный мост.
Водяные смерчи внешне имеют вид гигантских столбов воды, опускающихся из темных кучево-дождевых облаков. Их возникновению на Черноморском побережье Краснодарского края благоприятствует большой вертикальный градиент температуры и сильный сдвиг ветра в приводном слое. Смерчи развиваются, медленно перемещаются преимущественно над мелководьем (при глубинах 3—4 м), когда вода прогревается до 30°С. Обычно это наблюдается между 15—18 часами летнего дня в теплом и влажном воздухе. Такие условия складываются, например, вблизи мысов, вдающихся в теплое мелководье, вблизи гористых участков побережья, от которых смерчи движутся цепочкой с подветренной стороны, как бы «отшнуровываясь» от мыса.
В своем развитии водяной смерч проходит ряд стадий. Первая — рождение темного вращающегося пятна на воде и воронки под облаком — длится обычно от 1 до 20 минут. Вторая — формирование спирального движения на воде. Третья — достижение критической скорости ветра при вихре, превышающей 20 м/с. Воронка под облаком растет вниз, становится отчетливо видимой, с поверхности воды поднимается водяной столб. Наступает четвертая стадия — зрелость, которая длится от 2 до 27 минут. Смерч начинает быстро двигаться, иногда со скоростью до 10—30 км/ч, описывая сложные кривые, скользя по воде, как волчок. При выходе на сушу смерч рассеивается или поднимает пыльный вихрь.
На территории России наибольшая часть появления смерчей наблюдается на северных склонах Кавказского хребта, в ряде районов Краснодарского и Ставропольского краев. Смерчи всегда сопровождаются грозой и градом.
Повторяемость смерчей особенно высока на Черноморском побережье Краснодарского края в районе Джубга—Туапсе—Сочи, где активны выносы влажного и теплого морского воздуха на нагретую прибрежную поверхность суши. За период наблюдений, по данным метеостанции Туапсе, с 1946 по 1988 г. отмечалось 46 случаев со смерчем.
Наибольшая частота смерчей наблюдается в теплый период (с июня по октябрь). Именно в теплый период выход смерчей с моря на сушу сопровождается сильными ливнями, грозами, что приводит к стихийным бедствиям и огромному ущербу жителям населенных пунктов. Продолжительность смерчей составляет в среднем от нескольких минут до получаса. Из всех наблюдавшихся смерчей только 10 вызвали повреждения разной степени, остальные только отмечались либо на море, либо в поле зрения пункта. Так, например, в ночь с 13 на 14 июня 1987 г. на участке Джубга— Туапсе непосредственно вдоль Главного водораздельного хребта прошли ливневые дожди с выходом смерчей с акватории моря на сушу. В районе рек Шапсуго, Нечепсуго, Агой, Небуг наблюдались подъемы уровней воды, достигавшие опасных отметок. В ночь на 14 июня 1987 г. со стоянки турбазы «Туапсе» в устье р. Небуг смыты домики, контейнеры, унесено в море 5 автомашин, погибло 4 человека. В п. Небуг заилены приусадебные участки, залиты подвалы домов.
Самый разрушительный смерч на Черноморском побережье прошел 31 июня 1991 г. вверх по долине р. Туапсе, где вылился в 20 км от г. Туапсе. Паводковая волна в районе автомобильного моста по трассе Туапсе—Сочи достигала 6 м. Она скрутила железнодорожное полотно, смыла все мосты. Были повреждены мясокомбинат, нефтеперегонный завод, снесены все постройки в долине р. Туапсе. После схода воды слой ила на автовокзале был толщиной в 30 см, а в районе переходного моста на городской пляж — около 50 см. Погибли 21 человек, большое количество домашнего скота, птицы. Одновременно 31 июля — 1 августа наблюдался выход смерчей в районе Большого Сочи. Прошедшие ливни смыли практически все мосты от Туапсе до Сочи, были повреждены ЛЭП, газопровод. Сочи остался на месяц без газа. Убытки составили десятки миллионов рублей.
Смерчи отмечаются и на Азовском море. Так, 29 мая 1967 г. водяной смерч пронесся над г.Приморско-Ахтарском (вырваны вековые деревья, сорваны крыши домов, разрушены постройки). 25 июля 1989 г. смерч затопил район города Ейска, прилегающий к железнодорожному вокзалу. Уровень воды был около 1 м, рухнули дома и сараи, построенные из самана.