Анализ опасных метеорологических явлений на территории Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

Аннотация:  В статье приводится анализ сведений  об опасных метеорологических явлениях, наблюдавшихся на территории Ленинградской области в 1991-2015 гг. Опасные явления систематизированы по видам и числу случаев, проанализированы распределение опасных явлений по месяцам и распределение суммарного числа случаев по годам. Установлено, что по ежегодным данным  наблюдается  тенденция к уменьшению числа случаев опасных явлений.

Согласно Федеральному Закону РФ «О гидрометеорологической службе» (№ 113-ФЗ от 19 июля 1998 г.) одной из задач этой службы является обеспечение гидрометеорологической безопасности страны, которая расшифровывается как состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от воздействия опасных природных явлений, изменений климата[1].

Опасное природное явление (ОЯ): гидрометеорологическое или гелиогеофизическое явление, которое по интенсивности развития, масштабу распространения, продолжительности или моменту возникновения может представлять угрозу жизни или здоровью граждан, а также может наносить значительный материальный ущерб [2].

Опасные погодные явления ежегодно наносят ощутимый ущерб народному хозяйству: как известно, гололёдно-изморозевые явления приводят к обрыву линий электропередач, от сильного ветра может происходить обрушение зданий и падение деревьев, от жары страдают посадки сельскохозяйственных культур и т.д. Нет ни одной отрасли в социально-экономическом секторе, которая не ощущала бы на себе негативное воздействие опасных явлений в случае их возникновения. По некоторым оценкам, в России ущерб от воздействия опасных гидрометеорологических явлений и неблагоприятных условий погоды составляет не менее 30…60 млрд. рублей в год [5]. Иными словами, опасные гидрометеорологические условия вносят свой существенный отрицательный вклад в социально-экономическую сферу страны.

Более 50 видов опасных гидрометеорологических явлений регистрируются ежегодно на территории Российской Федерации. К ним относятся такие явления, интенсивность которых превышает критические значения, устанавливаемые для конкретного района с учетом его физико-географических особенностей и социально-экономических характеристик. Наблюдения за этими явлениями входят в стандартную программу всех гидрометеорологических станций.

Согласно типовому перечню, гидрометеорологические опасные явления делятся на группы[2]:

• метеорологические ОЯ – 19 видов (сильный ливень, крупный град, смерч и др.);
• агрометеорологические ОЯ – 10 видов (заморозки, суховей, ледяная корка и др.);
• гидрологические ОЯ – 9 видов (половодье, зажор, затор и др.);
• морские гидрометеорологические - 14 видов (сгонно-нагонные явления, сильное волнение, сжатие льда и др.);
• гелиофизические ОЯ – 3 вида (сильное возмущение радиационной обстановки и др.).

По некоторым источникам, в России в целом наблюдается ежегодный прирост опасных гидрометеорологических явлений и комплексов неблагоприятных метеорологических явлений [1]. Этот факт делает проблему предупреждения об опасных явлениях крайне важной в работе гидрометеорологов: ежегодно в работу вовлекаются современные системы отслеживания радарного типа, разрабатываются новые методы прогнозирования и расчетов ОЯ, совершенствуется схема оповещения населения и организаций. Однако необходимо отметить, что существует зависимость явлений погоды (в том числе и опасных) от циркуляционных особенностей территории, особенностей рельефа подстилающей поверхности, наличия водных объектов. Выявляемые общие тенденции увеличения числа ОЯ на территории России, могут быть по-разному выражены в различных регионах. Соответственно, существует необходимость системного учета и исследования ОЯ для каждого из регионов России, при этом представляет определенный интерес оценка гидрометеорологических ОЯ по отдельным группам (метеорологические, гидрологические и т.д.).

Целью настоящего исследования является изучение особенностей многолетнего и внутригодового распределения суммарного числа опасных метеорологических явлений, а также определение частоты проявления различных видов опасных метеорологических явлений в Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

Согласно определению, опасные метеорологические явления – это природные процессы и явления, возникающие в атмосфере и/или у поверхности Земли, которые по своей интенсивности (силе), масштабу распространения и продолжительности оказывают или могут оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую среду [2].

Районом исследования была выбрана Ленинградская область –территория, характеризующаяся благоприятными климатическими условиями, однако имеющая ряд особенностей физико-географического положения территории и циркуляционных процессов над ней, обусловливающих большое разнообразие климатических условий и сравнительно частую повторяемость различных опасных явлений погоды. По совокупности с тем, что Ленинградская область является густонаселенной территорией с развитым социально-экономическим сектором, который может в значительной мере нести потери в связи с теми или иными опасными метеорологическими явлениями, она представляет собой интересный объект для исследования.

Ленинградская область расположена в северо-западной части Российской Федерации (в основном на северо-западной окраине Русской равнины) и омывается водами Финского залива и Ладожского озера. Общая площадь области составляет 85 900 км². Протяженность территории составляет в среднем 440 км с запада на восток и 100…325 км с севера на юг. Для территории характерен равнинный рельеф, который местами нарушается холмистыми возвышенностями высотой порядка 200…300 метров; наименьшие высоты (30…50 м) отмечаются в Приневской и Вуоксинской низинах и в Приладожской впадине. Территория области имеет густую, хорошо развитую гидрографическую сеть; отдельно стоит отметить входящие в неё такие крупные реки как Нева, Луга, Волхов, Свирь, Вуокса и Сясь, а также два крупных озера (Ладожское и Онежское). Основным типом почв в области являются подзолистые почвы, широко распространены болотные. Из растительности на территории Ленинградской области преобладают хвойные и лиственные леса. Климат территории умеренный, переходный от морского к континентальному, с умеренно мягкой зимой и умеренно теплым летом. Воздушные массы, участвующие в формировании климата, подразделяются на морские, континентальные и арктические. Они часто сменяют друг друга, что приводит к неустойчивым погодным условиям. Дополнительными факторами, определяющими неустойчивость погодных условий в Ленинградской области, являются большая протяженность области с запада на восток, разнообразие ландшафтов и близость крупных водоемов (Финский залив, Ладожское и Онежское озера). На территории области наблюдаются практически все опасные метеорологические явления: сильные ветры, метели, гололедно-изморозевые явления, туманы, морозная и жаркая погода, интенсивные и продолжительные осадки разных видов и др.

Для каждого региона, обладающего своим неповторимым комплексом природно-климатических условий, хозяйственно-экономических особенностей и набором возможных опасных явлений со своими критическими значениями, региональные УГМС разрабатывают свои региональные перечни опасных явлений в соответствии с РД 52.88.699-2008 «Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений»[3]. Разработаны такие перечни и в Северо-Западном УГМС: по Санкт-Петербургу и по Ленинградской области [3].

По данным Северо-Западного УГМС, в Ленинградской области может наблюдаться 18 видов опасных явлений, относящихся к метеорологическим. Их интенсивность должна превышать критические значения, установленные именно для данной территории: сильный мороз (минимальная температура воздуха -40°С и ниже, сильный ветер (порывы  25 м/с и более или средняя не менее 20 м/с), продолжительный сильный дождь (количество осадков 100 мм и более за период более 12, но менее 48 часов) и др. Полный перечень опасных метеорологических явлений в Ленинградской области и их критериев представлен в табл. 1.

Таблица 1

Перечень опасных метеорологических явлений и их критериев по Ленинградской области

Для получения количественных характеристик по наблюдаемым в Ленинградской области метеорологическим ОЯ был использован массив данных под названием «Неблагоприятные условия погоды, нанёсшие экономические потери», охватывающий период с 1991 по 2015 год. Этот массив был создан во ВНИИГМИ-МЦД на основании результатов наблюдений на всей сети станций РФ с учетом привлеченных данных по экономическим потерям; в настоящее время он выложен для свободного доступа на официальном сайте института [4].

По результатам выборки данных из архива и в процессе их дальнейшей обработки были получены сведения о количестве наблюдённых метеорологических ОЯ для Ленинградской области за исследуемый период (табл. 2).

Таблица 2

Метеорологические опасные явления в Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

Анализируя данные в табл. 2, можно отметить, что с 1991 по 2015 год на территории Ленинградской области было зафиксировано 104 случая метеорологических явлений, достигших критерия опасного явления, установленного для данной территории. Из 18 возможных (согласно перечню СЗ УГМС) было отмечено 13 ОЯ, что составило 72 %.

Гистограмма, построенная на основании ранжированного ряда по данным из табл. 2, наглядно отражает преобладание одних опасных явлений над другими (рис. 1).

Рис. 1. Число случаев опасных явлений (по видам) на территории Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

В результате анализа выявлено, что из 13-ти видов метеорологических ОЯ, отмеченных за исследуемый период, наиболее часто встречающимися оказались: сильный ветер – 37 случаев, чрезвычайная пожарная опасность – 14 случаев, гололёд и сложные отложения – 9 случаев, и интенсивные атмосферные осадки различного вида (сильный дождь и сильный ливень – по 8 случаев).

Такая картина во многом объясняется особенностями физико-географического положения Ленинградской области. Близость Атлантики и преобладание над территорией западного переноса приводят к тому, что на территорию приходят влажные воздушные массы, которые в летний период приносят ливни и сильные дожди, а в осенне-зимний – снегопады и метели. Наличие на территории области крупных водоёмов, таких как Финский залив, Ладожское и Онежское озера, приводит к дополнительному насыщению воздушных масс влагой, тем самым увеличивается неустойчивость тропосферы, в результате учащаются явления конвективного характера (ливни). Неустойчивые погодные условия в осенне-зимний период, когда температура близка к нулю, а преобладают ветры западных и юго-западных направлений, приносящие влажный воздух, приводят к формированию гололёдно-изморозевых отложений. Эпизоды с чрезвычайной пожарной опасностью связаны с тем, что в летнее время на территории Ленинградской области при уменьшении западного переноса и ослаблении циклональной деятельности случаются периоды жаркой и сухой погоды.

Помимо получения количественных оценок числа ОЯ представлял интерес анализ их внутригодового распределения, данные о котором по месяцам представлены в табл. 3.

Таблица 3

Внутригодовое распределение числа случаев метеорологических опасных явлений в Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

Анализ данных в табл. 3 показывает, что общее число случаев метеорологических ОЯ меняется от месяца к месяцу, при этом число случаев в каждый отдельный месяц будет определяться как общим разнообразием ОЯ в этот период, так и числом случаев по каждому виду явлений. Так, например, для июля отмечается максимальное число случаев ОЯ (30) на фоне их существенного разнообразия (8 видов). Еще одним месяцем, когда отмечается наибольшее число случаев, является ноябрь (18 случаев), и суммарное значение для него получено по пяти разным метеорологическим ОЯ. В месяцы с наименьшим числом случаев их либо не наблюдалось совсем (март), либо было отмечено какое-то одно ОЯ (май, сентябрь).

На рис. 2 представлено внутригодовое распределение числа опасных метеорологических явлений за 25 лет, вошедших в исследование.

Рис. 2. Распределение опасных явлений на территории Ленинградской области за период 1991-2015 гг по месяцам

Как можно заметить, наибольшее число случаев отмечается в летний и зимний периоды, наименьшее – в весенний и осенний. Объяснение подобному распределению следует искать исходя из особенностей физико-географического положения и циркуляционного режима территории: активная конвекция в летний период, неустойчивые погодные условия зимой, относительно устойчивые погодные условия в переходные периоды от зимы к лету и наоборот – весной и осенью.

Для всестороннего изучения особенностей распределения числа ОЯ в Ленинградской области за 25 лет были привлечены данные о числе метеорологических ОЯ за каждый год (табл. 4).

Таблица 4

Ежегодные данные о числе случаев метеорологических опасных явлений в Ленинградской области за период 1991-2015 гг.

Как видно из табл. 4, отмечаемые в Ленинградской области метеорологические ОЯ можно распределить по разным категориям в зависимости от частоты их проявлений: наблюдаемые практически ежегодно (сведения о сильном ветре есть за 16 лет из 25-ти), отмечаемые достаточно часто (сведения о чрезвычайной пожароопасности есть за 9 лет из 25-ти) и такие, вероятность которых чрезвычайно мала (смерч и продолжительный дождь наблюдались за 25 лет однократно).

Наглядное представление об изменчивости суммарного числа случаев ОЯ от года к году дает многолетний ход исследуемой характеристики, представленный на рис. 3.

Рис. 3. Распределение суммарного числа случаев ОЯ за 1991-2015 гг.

Анализируя распределение суммарного числа случаев по годам за период с 1991-2015 гг. можно отметить, что определенно существует тенденция уменьшения числа опасных метеорологических явлений, отмечаемых ежегодно. Это, безусловно, интересный результат, однако, было бы преждевременно говорить, что это расходится с общими оценками о том, что число ОЯ в целом по России ежегодно растет. Необходимо учитывать, что все результаты в настоящей работе были получены на основании архива данных по ОЯ, зафиксированных на сети станций и при этом нанёсших официально подтвержденные социальные и экономические потери. Одной из причин, по которой опасных явлений, наносящих экономический урон, становится меньше, может являться то, что система предупреждения и оповещения об ОЯ совершенствуется из года в год, а это, в свою очередь, приводит к усилению мероприятий по предотвращению потерь от опасных явлений.

Таким образом, на основании всего вышеизложенного, проанализировав ситуацию с метеорологическими опасными явлениями на территории Ленинградской области за период 1991-2015 гг., можно сделать следующие выводы:

1. Ленинградская область обладает многообразием опасных явлений, требующих надежного учета и изучения с целью совершенствования методов прогноза: за исследуемый период на территории области были отмечены 13-ть из 18-ти возможных метеорологических ОЯ;
2. Наибольшее число случаев метеорологических ОЯ приходится на сильный ветер, чрезвычайную пожароопасность и сложные отложения, что объясняется физико-географическим положением Ленобласти и особенностями циркуляционных процессов над ней;
3. Во внутригодовом распределении суммарного числа случаев метеорологических ОЯ отмечается большая изменчивость (от 0 случаев в марте до 30 в июле), при этом наибольшие значения приходятся на июль и ноябрь;
4. По ежегодным данным отмечается тенденция к уменьшению общего числа случаев метеорологических ОЯ, повлекших за собой социально-экономические потери.

Как можно увидеть, Ленинградская область хоть и не относится к районам высокой опасности, но, тем не менее, опасные явления, приносящие экономический ущерб, отмечаются на территории ежегодно. Изучение особенностей ОЯ и аналитические обобщения могут и должны быть использованы для оценки метеорологического риска на данной территории. А сводная информация по ОЯ должна учитываться при принятии решений по обеспечению гидрометеорологической безопасности населения и объектов хозяйства области; для анализа эффективности мероприятий, направленных на снижение размера ущерба от ОЯ; для совершенствования системы прогнозирования и доведения информации до потребителей.

В заключение хочется подчеркнуть, что тематика, затронутая в статье, является одной из наиболее актуальных в современной метеорологии, когда в связи с происходящими глобальными и региональными климатическими изменениями пристальное внимание уделяется вопросам прогнозирования различных характеристик, в том числе метеорологических опасных явлений.

Список литературы

1. Коршунов А. А., Шаймарданов М. З., Шаймарданова И. Л. Гидрометеорологическая безопасность и устойчивое развитие экономики России для обслуживания потребителей: результаты статистического анализа опасных условий погоды [Электронный ресурс]. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – Мировой центр данных (ВНИИГМИ-МЦД) Режим доступа: http://meteo.ru/publications/116-trudy-vniigmi/trudy-vniigmi-mtsd-vypusk-174-2010-g/ (дата обращения 05.01.2018).
2. Наставление по краткосрочным прогнозам погоды. Руководящий документ РД 52.27.724-2009 Росгидромета. [Электронный ресурс]. Гидрометцентр России. Режим доступа: https://meteoinfo.ru/images/media/books-docs/RHM/nast-KPP-2009.pdf (дата обращения 20.12.2017).
3. Перечень опасных гидрометеорологических явлений и их критериев по Ленинградской области [Электронный ресурс]. ФГБУ «Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». Режим доступа: http://www.meteo.nw.ru/articles/index.php?id=760 (дата обращения 20.12.2017).
4. Сведения о неблагоприятных условиях погоды и опасных гидрометеорологических явлениях, нанесших социальные и экономические потери на территории России [Электронный ресурс]. Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации – Мирового центра данных (ВНИИГМИ-МЦД). Режим доступа: http://meteo.ru/data/310-neblagopriyatnye-usloviya-pogody-nanjosshie-ekonomicheskie-poteri (дата обращения 01.12.2017).
5. Weather and Climate Services in Europe and Central Asia. A Regional Review. World Bank Working Paper № 151. The World Bank. Washington, D.C. 2008. 79 p.

 

Материал поступил в редакцию 07.02.2018.
© Матвеева И. Г., 2018