Анотація до роботи:

Остапчук В.В. Синоптико-статистичний метод прогнозу різких змін температури повітря всередині місяця на території України в теплий період року. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.09 – метеорологія, кліматологія, агрометеорологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено вивченню циркуляційних умов формування різких змін температури повітря в Україні та розробці нового методу довгострокового прогнозу таких змін у теплий період року.

На основі дослідження характеру атмосферних процесів у тропосфері та стратосфері північної півкулі, що формують різкі зміни приземної температури в Україні, класифікації цих процесів з використанням нового підходу (полів-еталонів) та узагальнення традиційного поняття аналогічності і двомісячної квазіперіодичності атмосферних процесів у північній півкулі розроблено новий метод деталізованого довгострокового прогнозу різких потеплінь та похолодань в Україні у теплий період року з місячною та двомісячною завчасністю.

1. Аналіз статистичних досліджень місячних полів температури повітря, декадних температур повітря на території України, а також зв'язків теплового стану Атлантичного океану і характеру зміни температури на території України показав, що не удалося виявити загальних прогностичних закономірностей. Проте, для окремих місяців теплого періоду існують прогностичні зв'язки, що визначаються стійкістю окремих місячних і декадних полів температури повітря і можуть враховуватися при складанні довгострокового прогнозу температури.

2. Статистичний аналіз баричних утворень у тропосфері і стратосфері за різких змін температури повітря біля поверхні землі на території України показав, що найімовірніше положення висотного гребеня на середньому рівні тропосфери переважно визначає тривале підвищення або зниження температури повітря на території України, у той час як найменше ймовірне його положення призводить до різкої нестійкості температури. При цьому було виявлено:

У випадку різкого потепління в Україні теплий висотний гребінь на нижньому рівні стратосфери стає пологішим і менше вираженим, ніж на нижньому рівні тропосфери. Це вказує на формування даного процесу від поверхні землі. Активність теплого висотного гребеня до літнього сезону помітно посилюється на всіх рівнях тропосфери і поширюється у стратосфері до рівня 100 гПа.

За різкого похолодання атмосферні процеси мають добру узгодженість у тропосфері і нижньому шарі стратосфери. При цьому меридіональність циркуляції атмосфери починає формуватися і посилюватися раніше у стратосфері, ніж у тропосфері. Початкове формування холодного процесу в нижньому шарі стратосфери дозволяє завчасно розпізнавати похолодання біля поверхні землі і, зокрема, над територією України.

Рис.4. Схема розпізнавання хвиль тепла і холоду для території України з (t-1, t-2) завчасністю

Рис.5. Схема довгострокового деталізованого прогнозу змін температури повітря в Україні з (t-1, t-2) завчасністю

3. Різке потепління в Україні обумовлене поширенням на її територію субтропічного гребеня, що утворюється при посиленні області тепла в нижньому шарі атмосфери від екватора, і підняттям його у вищі шари атмосфери, що і пояснює пологіший і менше виражений теплий висотний гребінь на нижньому рівні стратосфери, ніж на середньому рівні тропосфери.

4. Різке похолодання в Україні формується у результаті послаблення екваторіально-тропічної області тепла й опускання у північних широтах із стратосфери в нижчі шари атмосфери холодного повітря, що проникає на територію України в тилу циклонів.

5. Синоптичні процеси, що формують хвилі тепла і холоду в Україні, зазнають подальшого перетворення з висотою на вищих рівнях стратосфери, де спостерігається самостійна сезонна циркуляція, яка позначається від місяця до місяця в такий спосіб:

За різкого похолодання в Україні висотна улоговина над Східною Європою у всі місяці теплого періоду добре простежується на рівні поверхні 100 гПа; на рівні 50 гПа улітку вона практично вироджується, а в перехідні місяці їй відповідає висотний циклон, що є відгуком взаємодії зимового циклонічного стратосферного ЦПВ із тропосферним полярним циклоном.

Теплий висотний гребінь, що формує потепління в Україні, улітку виражений до рівня 50 гПа, де йому відповідає гребінь стратосферного антициклонічного вихору. У перехідні місяці над теплим гребенем тропосфери відбувається сезонна перебудова циркумполярного вихору в стратосфері, яка є настільки істотною, що не дозволяє визначити зв'язок із тропосферою.

6. Для класифікації атмосферних процесів за похолодань і потеплінь в Україні використовувався новий підхід, в основі якого лежить використання полів-еталонів, тобто атмосферних процесів, що мають найбільшу подібність за критеріями аналогічності з ансамблем атмосферних процесів у даній множині. У результаті були виявлені найінформативніші поля баричних утворень на рівнях поверхні землі, 500 ,300 і 100 гПа, що формують різкі зміни температури повітря на території України біля поверхні землі.

7. Класифікація атмосферних процесів за похолодання і потепління в Україні за допомогою полів-еталонів дозволила виділити чотири класи різкої зміни температури повітря на території України - короткочасне і тривале потепління, короткочасне і тривале похолодання. Синоптичні процеси тривалої і короткочасної зміни температури повітря відрізняються переміщенням областей високого тиску на територію України:

За тривалого похолодання для всіх місяців (із невеликими сезонними відхиленнями) відзначається вторгнення області високого тиску холодного повітря з північного сходу, при короткочасному похолоданні відзначається вторгнення області високого тиску холодного повітря з північного заходу в тилу циклона. Два види похолодань об'єднують супровідні процеси, що відносяться до небезпечних і стихійних атмосферних явищ.

За тривалого потепління для всіх місяців (із невеликими сезонними відхиленнями) відзначається вторгнення області високого тиску теплого повітря з південного заходу, при короткочасному потеплінні відзначається вторгнення південної області високого тиску субтропічного походження.

Отримані еталони синоптичних процесів за потепління і похолодання на території України мають самостійну прогностичну інформацію, важливу при складанні прогнозу температури на терміни від 1-3 днів до декількох тижнів.

8. Баричні поля до середини періоду похолодання і потепління практично не розпізнаються і мають високі значення коефіцієнтів аналогічності; тому використання їх при прогнозі може призвести до негативних результатів. Щоб уникнути помилки в прогнозі, всім аналогічним синоптичним процесам необхідно проходити тестування на аналогічність їхньої передісторії в межах 3-5 днів.

9. У результаті узагальнення традиційного поняття аналогічності і двомісячної квазіперіодичності атмосферних процесів у північній півкулі створено новий метод, розроблено робочу схему і технологію деталізованого довгострокового прогнозу хвиль тепла і холоду на території України в теплий період року з місячною і двомісячною завчасністю.

Публікації автора:

1. Мартазинова В.Ф., Иванова Е.К., Сологуб Т.А., Мацак В.В. Аномальные атмосферные процессы над Карпатами и их прогноз с месячной заблаговременностью. // Докл. 14 Международной конференции по метеорологии Карпат. – 1989. –София. –C. 204-209.

2. Мартазинова В.Ф., Сологуб Т.А., Иванова Е.К., Мацак В.В. Аномальные атмосферные процессы над Украиной и их прогноз с месячной заблаговременностью. // Тр. УкрНИГМИ.- 1991.- Вып. 239. - С.63-68.

3. Мацак В.В. Синоптико-статистический метод прогноза крупных аномалий температуры воздуха внутри месяца на территории Украины в теплый период года. // Тр. ГМЦ СССР. – 1992. – Вып. 317. –С.149-154.

4. Мартазинова В.Ф., Остапчук В.В., Иванова Е.К, Прохоренко В.М. Характер изменения среднесуточной температуры воздуха на территории Украины в последние десятилетия и физико-статистический метод его прогнозирования с длительной заблаговременностью.// Тр. УкрНИГМИ. – 1999. – Вып.247. – С.36-48.

5. Мартазинова В.Ф., Остапчук В.В. Особенности тропосферных и стратосферных атмосферных процессов при резких потеплениях и похолоданиях на территории Украины в теплый период года. // Тр. УкрНИГМИ. – 2001. – Вып.249. – С.24-34.

6. Мартазинова В.Ф., Остапчук В.В. Особенности тропосферных и стратосферных атмосферных процессов при резких потеплениях и похолоданиях на территории Украины в теплый период года. // Тезисы доклада Научной конференции по результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения природной среды в государствах – участниках СНГ, посвященной 10-летию образования Межгосударственного совета по гидрометеорологии. – 2002. – Санкт-Петербург. – С.55-57.

7. Мартазинова В.Ф., Остапчук В.В. Особенности тропосферных и стратосферных атмосферных процессов при резких потеплениях и похолоданиях на территории Украины в теплый период года. // Тези доповіді Міжнародної конференції “Гідрометеорології і охорона навколишнього середовища – 2002”. –2002. – Одеса. – С.60-61.