Погода Якутия из Норвегии

Норвежский сайт прогноза погоды yr.no в Якутке

 

Термический режим


4.1. Температура воздуха

Географическое положение, особенности атмосферной циркуляции и поступления солнечной радиации, характер подстилающей поверхности обусловливают определенный термический режим Якутска и его окрестностей.

Температура воздуха является одним из основных элементов климата. Вследствие большой изменчивости температуры во времени и пространстве ее характеристики довольно разнообразны.

Сведения о температуре воздуха приводятся на основе показании жидкостных (ртутных и спиртовых) термометров, помещенных в психрометрической будке на высоте два метра. Для расчета суточного хода использованы данные термографа, установленного в аналогичной будке на той ж е высоте. Основное назначение такой установки приборов заключается в защите их от солнечной и длинноволновой радиации и осадков.

Средняя месячная и средняя суточная температура воздуха. Температура воздуха имеет хорошо выраженный годовой ход, который почти строго параллелен годовому ходу притока солнечной радиации. Наибольшие средние месячные температуры обычно наблюдаются на следующий месяц после максимума прихода солнечной радиации. Отставание в изменении температуры воздуха от притока солнечной радиации отмечается и зимой (рис. 18). Максимум солнечной радиации приходится на июнь, когда высота солнца наибольшая, а максимум температуры воздуха — на июль. Минимум солнечной радиации характерен для декабря, когда высота солнца наименьшая, а минимум температуры воздуха — для января.

Самым холодным месяцем «.является январь. Однако довольно часто температура декабря или февраля (или того и другого) ниже температуры января. Такие годы составляют около 30 % причем на декабрь приходится 27% , а на февраль — всего 3% . Минимум средней суточной температуры падает на середину января, т. е. вторая декада января является самой холодной (Средняя месячная температура января -42,7 °С(см. табл.24.приложения ) В отдельные годы температура воздуха может быть значительно выше или ниже средней. Так, например, в 1900 г. средняя температура января была — 51.4°С, что на 8,7 °С ниже, чем средняя многолетняя. Эта температура оказалась ниже чём в Верхоянске (—48,6°С) и в Оймяконе (— 50,0°С ). Напомним,что эти пункты являются самыми холодными в северном полушарии. В 1900 г. весь месяц температура воздуха была ни же — 45 °С, а 21 день — ниже — 50 °С (в среднем многолетнем вероятность лет со средней месячной температурой — 50,0°С и ниже составляет 3%. Самым теплым в Якутске был январь 1963 г., его средняя температура — 32,7 °С, что на 0,8 °С выше средней многолетней температуры января в Олекминске (—33,5°С), расположенном к западу-юго-западу от Якутска более, чем на 500 км. Вероятность лет со средней месячной температурой — 34,0°С и выше составляет 2 % . Самая низкая средняя суточная температура воздуха (—61,5°С). в Якутске была 19 января 1898 г., самая высокая (— 14,2°С )— 25 января- 1898 г. (см. табл. 27 приложения). Повторяемость средней суточной температуры — 40,0°С и ниже составляет 67 % (табл. 19).

  

 

Средние декадные температуры января близки между собой. Температура воздуха в первой половине января еще понижается, достигая минимума в середине месяца, со второй половины ян­ варя наступает плавное повышение температуры (табл. 20).

Повышение средней месячной температуры воздуха от января к февралю составляет 6,6 °С (табл. 21). Разница в температурах января и февраля днем почти в два раза больше, чем ночью, что хорошо видно из табл. 25 приложения. Такой ход изменения температуры воздуха обусловлен увеличением продолжительности солнечного сияния и интенсивности солнечной радиации. Средняя многолетняя температура в феврале составляет — 36,1 °С, но в отдельные годы она может быть выше или ниже (см. табл. 24 приложения). Так, наиболее холодным был февраль 1931 г., его средняя температура понижалась до —44,6°С, число дней с температурой — 45 °С и ниже составило 18, а наиболее теплым — февраль 1921 г., его температура была —27,2°С. В конце первой пентады февраля осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через — 40 °С в сторону потепления, в конце третьей декады — через — 30 °С (табл. 22). Если в январе число дней со средней суточной температурой — 40 °С и ниже составляет 21 день, то в феврале оно равно всего девяти, а максимальное число дней с такой температурой в феврале 1931 г. составило 20.

В марте идет интенсивный рост температуры воздуха от декады к декаде, особенно дневной (табл. 20). Это обусловливается резким увеличением продолжительности солнечного сияния и интенсивности солнечной радиации. В среднем март теплее февраля I на 14,0°С, его средняя температура — 22,1°С. В отдельные годы средняя температура марта может значительно отклоняться от средней многолетней. Так, самым холодным был март 1933 г. (— 27,5°С ), а самым теплым — март 1930 г. (— 14,6°С) (см. табл. 24 приложения). Самым холодным днем в марте (—46,5°С) было 9 марта 1954 г., а самым теплым (— 1 ,9 °С )— 31 марта 1920 г. Наибольшая повторяемость средней суточной температуры (25% ) приходится на градацию от —20,0 до — 25,0 °С (см. табл. 19). В конце первой декады марта осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через —2 5 °С, а в конце месяца — через — 15°С (табл. 22).

В марте идет интенсивный рост температуры воздуха от декады к декаде, особенно дневной (табл. 20). Это обусловливается резким увеличением продолжительности солнечного сияния и интенсивности солнечной радиации. В среднем март теплее февраля I на 14,0°С, его средняя температура — 22,1°С. В отдельные годы средняя температура марта может значительно отклоняться от средней многолетней. Так, самым холодным был март 1933 г. (— 27,5°С ), а самым теплым — март 1930 г. (— 14,6°С) (см. табл. 24 приложения). Самым холодным днем в марте (—46,5°С) было 9 марта 1954 г., а самым теплым (— 1 ,9 °С )— 31 марта 1920 г. Наибольшая повторяемость средней суточной температуры (25% ) приходится на градацию от —20,0 до — 25,0 °С (см. табл. 19). В конце первой декады марта осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через —2 5 °С, а в конце месяца — через — 15°С (табл. 22).

Повышение температуры воздуха от апреля к маю еще значительное, но рост температуры в мае менее интенсивный, чем в апреле. От второй декады к третьей рост температуры несколько замедляется, а затем от третьей декады мая к первой декаде июня интенсивность ее роста снова несколько увеличивается, и дальше идет плавное повышение температуры (табл. 20). Это связано со вскрытием р. Лены и ее половодьем. В это время огромные пространства воды (до 10 км в поперечном сечении), покрытой в течение двух-трех дней плавучими льдами, а также ветреная погода замедляют рост температуры воздуха.

Май теплее апреля на 13,1 °С, его средняя температура 5,9°С. Наибольшая повторяемость средних суточных температур в этом месяце приходится на градации 5— 10°С (38% ), но повторяемость температур ниже 0°С еще составляет 12% (табл. 19). Самыми холодными днями в мае были 4 мая 1895 г. и 1 мая 1959 г., средняя суточная температура их составила — 11,2°С. Самым теплым был день 28 мая 1925 г., когда средняя суточная температура повысилась до 24,6°С. Во второй декаде мая осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через 5°С, а в третьей декаде — через 10°С (табл. 22).

Повышение температуры воздуха продолжается до второй декады июля, с третьей декаде мая начинается плавное понижение температуры (табл. 20) Июль в 93% лет является самым| теплым месяцем года, его средняя многолетняя температура] 18,7 °С. Но в редкие годы июль может быть холоднее июня или ( августа, или того и другого, вероятность таких лет около 7 %§? Так, в 1959 г. июль был холоднее июня и августа: температура! воздуха составляла в июне 18,4 °С, в июле 16,0 °С и в августе! 17,8°С. В отдельные годы колебания средней месячной темпера-1 туры июля довольно значительны. Так, за исследуемый периода с 1888 по 1978 г. самым холодным (15,4°С) был июль 1911 г.,1 а самым теплым (22,2 °С) — июль 1970 г. (табл. 24 приложения).  Повторяемость средних суточных температур 25 °С и выше составляет 6% , ниже 10°С — 1 % (табл. 19). Самым теплым в Якутске был день 15 июля 1910 г. (средняя суточная температура 29,6°С ), а самым холодным (6 ,6 ° С )— 31 июля 1940 г. (табл. 27 приложения). Повторяемость средней суточной температуры 15 °С и выше составляет 86 % (табл. 19).

Август уж е на 3,9 °С холоднее июля, его средняя многолетняя температура 14,8 °С. Самым теплым (18,3°С) был август 1969 г., а самым холодным— (9,9°С) август 1915 г. (табл. 24 приложения). Самая низкая средняя суточная температура (1,9°С) наблюдалась 29 августа 1898 г., а самая высокая (2 8 ,2 °С )— 2 и 3 августа 1918 г. Наибольшая повторяемость температуры (41 %) приходится на градацию 15—2 0 °С (табл. 19). В середине августа осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через 15 °С в сторону понижения. За весь период наблюдений в 2 % лет август был самым теплым месяцем в году,

Сентябрь уже холоднее августа на 8,6 °С, его средняя многолетняя температура 6,2°С. Как и в другие месяцы, в сентябре в отдельные годы температура воздуха может значительно отличаться от средней многолетней. Так, самым холодным (2,6 °С) был сентябрь 1911 г., а самым теплым (9 ,3 °С )— сентябрь 1890 г. {табл. 24 приложения). Самыми холодными были сутки 30 сентября 1897 г., когда температура в среднем за сутки опустилась до —6,8°С, самыми теплыми — сутки 4 сентября 1896 г., когда тем­пература в среднем за сутки повысилась до 18,1 °С. Наибольшая повторяемость средних суточных температур приходится на градацию 5— 10°С (41 %). В сентябре уже ежегодно бывает 2—3 дня со средней суточной температурой 0°С и ниже, наибольшее число таких дней (15) наблюдалось в 1911 г., повторяемость их составляет 9,2% (табл. 19). В начале первой декады сентября осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через 10 °С, а в конце второй — через 5°С.

со средней суточной температурой 0°С и ниже, наибольшее число таких дней (15) наблюдалось в 1911 г., повторяемость их составляет 9,2% (табл. 19). В начале первой декады сентября осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через 10 °С, а в конце второй — через 5°С.

От октября к ноябрю происходит самое резкое понижение температуры. Ноябрь холоднее октября на 20,4 °С, его средняя много- ( летняя температура — 28,3°С. В отдельные годы средняя месячная температура значительно различается, ее наибольшая повторяемость приходится на градацию от — 26 до — 30 °С. Самым теплым (— 20 °С) был ноябрь 1924 г., а самым холодным (—3 7 ,5 °С )— ноябрь 1952 г. Самая высокая средняя суточная температура (— 2,7°С) наблюдалась 1 ноября 1903 г., а самая низкая (— 52,1°С) — 29 ноября 1952 г. Наибольшая повторяемость средних суточных температур находится в пределах от —25 до '— 35°С (39,5% ). В н ач ал е ноября осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через — 20 °С, а в середине третьей декады — через — 35 °С (табл. 22).

Декабрь холоднее ноября на 11,4 °С, его средняя многолетняя температура — 39,7°С. В отдельные годы декабрь бывает холоднее января (в 27 % лет). От года к году средняя месячная температура воздуха значительно меняется. Самый холодный декабрь (—46,8°С) отмечался в 1920 г., а самый теплый (—3 1 ,4 °С) — в 1924 г. (табл. 24 приложения). В декабре за 93 года наблюдений самым теплым (— 8,7°С) был день 22 декабря 1939 г., а самым холодным (— 5 7 ,2 °С )— 31 декабря 1950 г. Ежегодно в декабре бывает восемь-девять дней со средней суточной температурой — 45°С и ниже, наибольшее число дней (21) с такой температурой наблюдалось в 1957 г. В середине декабря осуществляется устойчивый переход средней суточной температуры через —40 °С.

Температуре воздуха присуща большая изменчивость, поэтому необходимым дополнением к средним значениям являются отклонения средней месячной температуры от средней многолетней (табл. 23). Наибольшие положительные (7,5— 10,0°С) и отрицательные (— 7 ,1 ... — 9,2°С ) отклонения отмечаются зимой (ноябрь— февраль). Это объясняется тем, что при антицнклоническом типе погоды, что характерно для зимы, происходят как вторжения теплых масс воздуха со стороны Охотского моря и с юга, значительно повышающие температуру воздуха, так и вторжения холодных арктических масс воздуха с севера, создающих пониженный температурный фон, усиленный дальнейшим выхолаживанием. Экстремальные отклонения средней месячной температуры от нормы вызываются преобладанием того или иного типа процессов.

 

 

Распределение средних месячных температур близко к нормальному, поэтому одной из характеристик изменчивости средних месячных температур воздуха обычно служит среднее квадратическое отклонение (а ). Данные об изменчивости температуры воздуха приведены в табл. 24 приложения. В годовом ходе изменчивости средних месячных температур отмечается один максимум (зимой) и один минимум (в летне-осенний период). Наибольшая изменчивость приходится на ноябрь— февраль, когда на общем антициклоническом фоне возможны повышения температуры при адвекции более теплых воздушных масс со стороны Охотского моря и Средней Азии, а также при адвекции холодных арктических масс воздуха с севера.

Самая устойчивая погода в августе и сентябре. В эти месяцы изменчивость средних месячных температур наименьшая (1,5— 1,4 °С).

Для более полной характеристики температурного режима в табл. 24 приведены обеспеченности средних месячных температур воздуха, а для характеристики термических ресурсов в табл. 25 даны суммы средних суточных температур воздуха выше и ниже 0°С, которые отражают ресурсы «тепла» и «холода». Например, суммы положительных температур воздуха могут быть использованы как показатель теплообеспеченности растений. Колебания сумм температур, как и средних температур, в отдельные годы довольно значительны. Так, суммы температур воздуха выше 10 °С могут изменяться от 1050 до 1780 °С (при среднем значении 1570 °С). Еще более неустойчивы суммы температур выше 15 °С и особенно суммы температур ниже — 15°С.

  

Суточный ход и суточная амплитуда температуры воздуха. Дополнительной характеристикой к средней за сутки температуре воздуха является ее суточный ход (средняя температура воздуха в различные часы суток). Он дает представление, из каких средних почасовых температур складывается средняя суточная температура (см. табл. 25 приложения). Сглаженный суточный ход температуры воздуха с небольшими амплитудами (2,1— 2,7°С) наблюдается в декабре и январе. Наиболее четко выраженный суточный ход отмечается с марта по август (с амплитудами 9,0— 11,9°С ), самая низкая температура в это время приходится на часы перед восходом солнца, а самая высокая — на 14— 15 ч. Основной характеристикой суточного хода температуры воздуха является суточная амплитуда температуры (периодическая амплитуда), полученная как разность между средней за месяц температурой самого теплого и самого холодного часа (табл. 25 приложения). В годовом ходе амплитуда температуры имеет два минимума: зимний (декабрь— январь) и весенний (май) и два максимума: зимне-весенний (март— апрель) и летний (июнь— август) .

Для характеристики изменения температуры воздуха за ограниченный период (сутки и менее) используется средняя суточная амплитуда (разность между максимальной и минимальной температурой за сутки). В табл. 26 амплитуда дается при различном состоянии неба и вне зависимости от него. В холодный период года, когда амплитуда в основном связана с адвективным фактором, изменение температуры может осуществляться в любом интервале времени в пределах суток. С марта по октябрь, когда амплитуда преимущественно зависит от суточного хода радиации, изменение температуры, соответствующее изменению амплитуды, осуществляется в течение 12 ч (в первую половину суток температура повышается, во вторую — понижается).Наименьшие значения амплитуды бывают в декабре и январе (около 8 °С ), наибольшие — в марте (16,5°С ). Во все месяцы года при пасмурной погоде значения амплитуды небольшие (от 5 до 8°С ).

Кроме средней суточной амплитуды, имеет определенное значение ее максимальная величина, которая в течение года изменяется от 21 до 30°С (см. табл. 26 приложения). Наибольшая повторяемость амплитуды температуры воздуха в декабре и январе приходится на градацию 4— 7°С (35—36 %). В теплое время года амплитуда изменяется в пределах 10— 15°С (45—49 %), а в марте — в пределах 19—2 5 °С (46 %)

Характеристикой степени устойчивости погоды может служить междусуточная изменчивость воздуха (табл. 27). Она зависит в основном от адвекции тепла или холода. Годовой ход средней меж- дусуточной изменчивости аналогичен ходу суточной амплитуды.В течение года она изменяется от 1,8 в сентябре до 4,0 в ноябре—декабре. В отдельных случаях она может достигать зимой ± 1 8 — 20°С и летом ± 9 — 13 °С, однако повторяемость их невелика. Наибольшая повторяемость изменчивости наблюдается в пределах 1,9... — 1,9°С [78, ч. 2].

 

Для характеристики термического режима суток или отдельных дней месяца удобно пользоваться номограммами (рис. 19, 20), на которых по вертикали дается средняя температура, а по горизонтали — возможная температура

Минимальная температура воздуха. Для решения многих практических задач очень важно знать наряду со средними температурами и минимальные температуры воздуха: средний и абсолютный минимум и средний из абсолютных минимумов.

Минимальная температура воздуха — это наименьшее значение температуры в суточном, месячном и годовом ходе (за сутки, месяц и год). Годовой ход минимальных месячных температур аналогичен годовому ходу средних месячных температур (см. рис. 18)

В теплый период, когда суточные колебания температуры определяются в основном суточным ходом радиационного баланса, минимальные температуры наблюдаются непосредственно перед восходом солнца. В холодное время года минимум температуры может приходиться на любые часы суток, но при устойчивой хорошей погоде он обычно приурочен к моменту восхода солнца. Минимальные температуры наблюдаются чаще всего при ослабленном турбулентном обмене. Поэтому они и связанные с ними характеристики в большей степени, чем средние месячные (суточные) температуры, зависят от местных условий.

В табл. 24 приложения приведены характеристики минимальной температуры воздуха в Якутске. При использовании .этих данных необходимо иметь в виду, что на величину минимальных значений заметно влияют местные условия (рельеф, высота, подстилающая поверхность).

 

 

В январе средний минимум температуры —4б,6 °С, абсолютный минимум — 63,0 °С (19 января 1898 г.). Самая низкая температура, когда-либо наблюдавшаяся в Якутске (— 64,4°С ), была зарегистрирована 5 февраля 1891 г. В среднем за 10 лет дней с минимальной температурой — 60 °С и ниже в январе бывает два, а в феврале один, с минимальной температурой — 55 °С и ниже — в январе около трех дней, а в феврале один, с минимальной температурой воздуха — 50°С и ниже —  в январе — 12 дней, а в феврале три-четыре дня. В отдельные годы могут быть значительные отклонения от приведенных средних значений. Так, в январе 1931 г. число дней с минимальной температурой —55°С и ниже достигло 16, а в феврале 1931 г.— восьми. С минимальной температурой — 50 °С и ниже в январе 1900 и 1931 гг. было по 28 дней, а в феврале 1931— 20 дней. Повторяемость минимальных температур — 50°С и ниже в январе составляет около 38,%, а в феврале — около 14 % (табл. 28),

 

 

Как правило, такие низкие температуры бывают при устойчивой антициклонической погоде. В это время формируется воздух, характеризующийся очень низкими температурами в приземном слое, чрезвычайной устойчивостью, мощными приземными инверсиями.

В марте средний минимум температуры воздуха уж е составляет — 3 0 °С (табл. 24 приложения). В отдельные годы температура может опускаться до — 50°С и ниже. Так, самая низкая температура — 54,9 °С наблюдалась 9 марта 1954 г. Как правило, сильные морозы в марте бывают перед восходом солнца, днем температура воздуха резко повышается.

В апреле средний минимум температуры еще составляет — 14,6 °С, а средний из абсолютных минимумов —30,2°С (табл .24 приложения). Абсолютный минимум —4 1 ,0 °С наблюдался 3 апреля 1966 г. Наибольшая повторяемость минимальной температуры (22,5% ) приходится на градацию — 1 0 ... — 15°С (табл. 28).

Во все месяцы теплого периода могут наблюдаться минимальные температуры ниже 0°С. Так, в мае абсолютный минимум составляет еще — 21,0°С (получен расчетным путем, относится к 1909 г.), в июне —5,3°С (5 июня 1955 г.), а в июле — 1,5°С (6 июля 1978 г.). Этот июльский минимум был обусловлен мощным вторжением холодных арктических масс воздуха и дополнительным радиационным выхолаживанием, что и привело к такому сильному понижению температуры. В июле температура воздуха 0°С и ниже бывает редко. Вероятность лет с такими температурами составляет 3% . В августе абсолютный минимум равен — 9,0°С, а в сентябре — 12,0°С. В июне и августе температуры 0°С и ниже наблюдаются почти ежегодно, а в некоторые годы таких дней бывает несколько.

В октябре, после установления снежного покрова, морозы в отдельные годы достигают — 3 5 ... —40 °С. Самая низкая минимальная температура (—40,9°С) была зарегистрирована 31 октября 1940 г. Повторяемость минимальных температур 0°С и ниже составляет 97 % (табл. 28).

В ноябре наибольшая повторяемость минимальных температур приходится на градацию — 3 5 ... —40°С (20% ), средний из абсолютных минимумов составляет —46 °С. Абсолютный минимум наблюдался 30 ноября 1932 г. (— 54,6 °С)

В декабре наибольшая повторяемость минимальных температур сдвигается на градацию —4 5 ... — 5 5 °С (30 %). Самая низкая минимальная температура (— 60°С) наблюдалась 31 декабря 1911 г. Ежегодно может наблюдаться один день с температурой — 55 °С и ниже, а с температурой — 50 °С и ниже ежегодно бывает шесть-семь дней. В отдельные годы могут быть значительные отклонения от среднего числа дней. Так, в 1921 г. отмечалось семь дней с температурой — 55°С и ниже, а в 1907 г.— 18 дней с температурой —50 °С и ниже.

 

 

В холодный период года минимальные температуры изменяются в довольно широких пределах. Так, в январе можно отметить как дни с минимальной температурой — 6 0 °С и ниже, так и дни с минимальной температурой — 2 5 °С и выше. В теплый период пределы изменения минимальных температур значительно меньше. В дополнение к сказанному приводится рис. 21, который дает наглядное представление о годовом ходе абсолютного минимума различной обеспеченности.

Заморозки. Понижение температуры воздуха до 0°С и ниже при установившемся режиме положительной температуры принято называть заморозком. Заморозки возникают обычно ночью или в ранние утренние часы при ясной тихой погоде. Понижение температуры до 0°С и ниже возможны и в другие часы суток при общем похолодании.

Весенние заморозки в воздухе обычно прекращаются в конце мая, осенние появляются в среднем в начале сентября (см. табл. 30 приложения). Однако сроки их прекращения и наступления в большой степени зависят от метеорологических особенностей весенне-летнего периода конкретного года. В отдельные годы последние заморозки прекращались во второй декаде мая (1893, 1898, 1903, 1906, 1907 гг.), а иногда отмечались в начале июля (1944, 1978 гг.). Аналогичная картина наблюдается и осенью: появление первых заморозков может быть в начале августа (1942, 1946, 1950 гг.). Однако бывают годы, когда они отсутствуют до третьей декады сентября (1896, 1926, 1949, 1952гг.). Колебания в сроках прекращения и наступления заморозков обусловливают значительную изменчивость продолжительности безморозного периода. В среднем в Якутске он составляет 92 дня. Наибольшая продолжительность безморозного периода (123 дня) отмечалась в 1896 г. Продолжительность безморозного периода обеспеченностью 95% составляет 61 день, а обеспеченностью 5 % — 114 дней (табл. 30 приложения).

Максимальная температура воздуха. Максимальная температура воздуха характеризует дневную наиболее теплую часть суток. Влияние местных условий на максимальную температуру невелико, особенно в теплое время года, когда днем происходит интенсивное турбулентное перемешивание. В табл.. 24 приложения приведены данные о максимальной температуре воздуха в Якутске. Летом наиболее часто они наблюдаются в 14— 16 ч, а зимой — в 13— 14 ч. В самые холодные зимние месяцы (декабрь - февраль) максимальная температура воздуха ежегодно может быть в пределах — 1 8 ... —25 °С, а в отдельные дни в редкие годы она может повышаться до — 3 ... — 7°С. В остальные месяцы холодного периода на фоне отрицательных средних суточных температур максимальные температуры могут достигать положительных значений, т. е. могут возникать дневные оттепели. В ноябре и марте дни с оттепелями наблюдаются  ежегодно; в апреле в среднем их бывает 11— 12, а в октябре 6— 7 ежегодно (см. табл. 29 приложения.).

В летние месяцы ежегодно максимальные температуры могут наблюдаться в пределах 30— 33 °С. В отдельные дни в редкие годы температура воздуха может повышаться до 35—38 °С. Так, 15 июля 1942 г. в Якутске была зарегистрирована самая высокая температура 38,3 °С за период с 1888 по 1978 г. (табл. 24 и 27 приложения); это абсолютный максимум температуры воздуха.

В отдельные годы абсолютный максимум в июле бывает ниже чем в июне и в августе. Так, в 1932, 1950, 1954, 1955, 1959 гг. в июне максимум температуры воздуха превышал июльский а в августе 1929, 1953, 1957 и 1958 гг. абсолютный максимум был выше июльского и июньского.

 

 

 

 

 

Повторяемость максимальных температур в пределах от 30 до 3 5 °С в июне составляет 4% , в июле— 15 %, в августе — 3% (табл. 29).

Вероятность абсолютного максимума температуры в одном случае в 5 % лет составляет 31 °С и ниже, в другие 5 % лет 37°С и выше (табл. 30).

Пределы изменения максимальной температуры в центральные зимние месяцы (декабрь—февраль) существенно превышают летние. Если летом амплитуда средней месячной максимальной температуры 7— 9 С, то в зимние она составляет 14— 17°С

В табл. 28 приложения и табл. 31 приведены даты наступления средних суточных температур воздуха выше и ниже определенных пределов и продолжительность периодов с температурой выше указанных пределов различной вероятности. Даты перехода средней суточной температуры воздуха через 5°С весной и осенью определяют начало и конец вегетационного периода, переход температуры через 10 °С характеризует начало и конец активной вегетации сельскохозяйственных культур, а продолжительность периода с температурой выше 15 °С обусловливает успешное выращивание теплолюбивых культур (помидоры, огурцы и др.).

Значительное сокращение продолжительности указанных периодов пагубно сказывается на урожайности многих сельскохозяйственных культур. Для нормального развития растения нуждаются в определенных суммах тепла. Их определяют суммой средних суточных температур за соответствующий период, в табл. 32 представлена теплообеспеченность основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в окрестностях Якутска.

Для более полной характеристики ресурсов тепла дополнительно к табл. 31 и табл. 28 приложения приводятся вероятностные характеристики сумм температур выше 0, 5, 10, 15°С (см табл. 31 приложения)

В табл. 33 приводятся расчетные температуры воздуха наиболее холодных суток, наиболее холодных трех-, пяти- и семидневок а также продолжительность и средняя температура периода со средней суточной температурой 8°С и ниже. Эти данные в практике строительства имеют существенное значение. Кроме того в табл. 32 приложения приводятся даты перехода температуры воздуха через 8 С осенью и весной и продолжительность этого периода различной вероятности.

Распределение температуры воздуха в нижнем слое атмосферы над городом имеет определенный практический интерес. В этой связи были проведены исследования распределения температуры воздуха в 250-метровом слое атмосферы над центром города. Исследования проводились в 12— 14 ч в дин с низкими температурами воздуха (ниже —42°С ) при малых скоростях ветра (0__1 м/с); во все дни исследовании был туман. Всего было проведено четыре серии наблюдений в феврале 1977 и в январе 1978 гг. В каждой из серий производился подъем и спуск радиозонда, прикрепленного к лебедке.

По результатам исследований построены профили распределения температуры воздуха в 250-метровом слое атмосферы (рис. 22). Из рисунка видно, что до высоты 50 м в шести случаях из восьми температура воздуха оставалась постоянной или далее несколько понижалась. В одном случае при подъеме радиозонда (4 февраля 1977 г.) температура до высоты 30 м не изменялась, а выше этого уровня она повышалась. При спуске радиозонда в этой серии с 250 до 200 м температура оставалась без изменений, ниже (до высоты 60 м) наблюдалось ее понижение, а от 60 м и до земной поверхности происходило незначительное повышение. В одной из четырех серий (25 января 1978 г.) как при подъеме, так и при спуске радиозонда температура воздуха до высоты 50 м немного понижалась, затем на высоте от 50 до 150 м она оставалась безизменений, выше было некоторое ее повышение, а с высоты 200 м температура оставалась постоянной. Таким образом, видно, что термическая инверсия при температуре ниже — 42 °С в центре города начинается не от поверхности земли, а на некоторой высоте (30— 150 м). Понятно, что количественные результаты исследований являются ориентировочными из-за малого числа наблюдений.

 

 

4.2. Температура почвы

 

Температура почвы в значительной степени определяет температуру воздуха. Днем ее поверхность, нагреваясь, отдает часть тепла воздуху и нижележащим слоям почвы. В ночное время земная поверхность охлаждается, понижая температуру воздуха. Данные о термическом режиме почвы важны во многих отраслях народного хозяйства

 На метеорологической станции Якутск, ГМО, как и на других метеостанциях, температура почвы измеряется на поверхности оголенной и взрыхленной почвы (зимой — на поверхности снега) и на различных глубинах (от 0,2 до 3,2 м) под естественным покровом.

Почвенные термометры устанавливаются горизонтально летом на поверхности почвы, освобожденной от растительности, зимой на поверхности снега. Резервуар и внешняя оболочка термометра погружаются -наполовину в почву или снег. Резервуары этих термометров подвергаются .действию прямой солнечной радиации, нагревание и охлаждение термометров существенно отличается от тех ж е процессов в почве. Вследствие этого почвенные термометры дают заниженные показания днем и несколько завышенные ночью. Их показания соответствуют температуре поверхностного слоя 0,5— 1,0 см, а не на самой поверхности почвы. Поэтому под температурой поверхности почвы понимается температура указанного поверхностного слоя.

Температура почвы находится в непосредственной зависимости от радиационного и теплового баланса ее поверхности. Кроме того, на термический режим почвы большое влияние оказывают механический состав и тип почвы, ее влажность, растительный покров и другие факторы. Зимой температурный режим почвы в очень большой степени зависит от высоты снежного покрова и продолжительности его залегания.

Почвы в районе Якутска в основном лугово-черноземные, солонцевато-солончаковые и черноземно-луговые, солончаковые, а на западной окраине и в пригороде — боровые суглинистые и супесчаные.

Данные табл. 33—38 приложения получены по наблюдениям на метеостанции Якутск, ГМО, где почвы до переноса станции в ноябре 1964 г. были: до 15 см — илистый слой с примесью перегноя и песка, ниже — песок; с ноября 1964 г. до 20 см — суглинок, ниже — песок

Температура поверхности почвы подвержена значительному воздействию местных факторов и может сильно изменяться даже на сравнительно близком расстоянии. Ниже для иллюстрации приводятся разности температуры почвы и воздуха на двух метеорологических площадках, расположенных друг от друга на расстоянии около 600 м (табл. 34).

Средняя годовая температура поверхности почвы в Якутске равна — 10 °С, что на 0 ,3 °С выше средней годовой температуры воздуха, измеряемой на высоте два метра.

Температуры оголенной поверхности почвы и почвы с естественным покровом значительно различаются (табл. 35). В теплый период оголенная почва имеет температуру выше, чем почва с естественным растительным покровом. Зимой, наоборот, температура почвы под поверхностью снежного покрова выше, чем температура оголенной поверхности почвы, причем разности заметно варьируют (от 3 до 21 °С).

 

 

 Б летние месяцы почва довольно сильно прогревается и средняя месячная температура ее поверхности (18—2 3 °С) на 3—5°С превышает температуру воздуха (табл. 34). К полудню температура на поверхности почвы достигает 35— 40 °С, а в отдельные ясные дни она превышает 54—56 °С.

Средняя максимальная температура поверхности почвы, как и воздуха, характеризует в основном температуру поверхности почвы в дневное время, а средняя минимальная — в ночное. Летом средняя максимальная температура оголенной поверхности почвы в среднем на 13— 17°С выше, чем средняя максимальная температура воздуха (табл. 36). В отдельные жаркие дни разности между максимальной температурой поверхности почвы и воздуха могут быть более 20 °С

 

 

Летом в ночные часы температура поверхности почвы невысокая. Средняя минимальная температура поверхности почвы на 1— 2°С ниже средней минимальной температуры воздуха. В отдельные ночи летом температура поверхности почвы может быть ниже 0°С. В июне— августе она может опускаться до —4 ... — 9°С (см. табл. 33 приложения).

Поздние весенние и ранние осенние заморозки значительно сокращают длительность безморозного периода на поверхности почвы, средняя продолжительность его составляет 80 дней. Заморозки на почве прекращаются в среднем 8 июня (на 8 дней позже, чем в воздухе) и наступают 28 августа (на 4 дня раньше, чем в воздухе) (см. табл. 35 приложения). В отдельные годы безморозный период может быть меньше 30 дней. Условно считается, что в такие годы безморозный период отсутствует.

Самый поздний заморозок отмечен 13 июля 1975 г., но интенсивность его была невелика (около 0°С ); 6 июля 1978 г. наблюдался заморозок интенсивностью —4°С , который нанес большой вред урожаю.

Последние заморозки наибольшей интенсивности были 1 июня 1943 г. (— 9°С) и 1 июля 1944 г. (—8°С ). Самый ранний заморозок отмечен 21 июля 1942 г. Первый заморозок наибольшей интенсивности наблюдался 30 августа 1943 г. (— 9°С ). Заморозки до 1947 г. были зарегистрированы на двухсантиметровой высоте над поверхностью почвы, поэтому эти заморозки следует считать ориентировочными, особенно их интенсивность.

В зимние месяцы средняя температура поверхности почвы (снега) составляет —2 5 ... —44 °С, что примерно на 1— 4°С ниж е температуры воздуха (см. табл. 33 приложения и табл. 34). Наибольшие различия между температурой поверхности почвы и воздуха приходятся на март, когда радиационный баланс имеет хо­рошо выраженный суточный ход, наблюдается малая облачность и большая прозрачность атмосферы и увеличивается излучение почвы. В марте в ночное время различия в температурах достигают 5°С, а в дневные часы температуры близки между собой (табл. 37).

 

В зимние месяцы средняя температура поверхности почвы (снега) составляет —2 5 ... —44 °С, что примерно на 1— 4°С ниж е температуры воздуха (см. табл. 33 приложения и табл. 34). Наибольшие различия между температурой поверхности почвы и воздуха приходятся на март, когда радиационный баланс имеет хо­рошо выраженный суточный ход, наблюдается малая облачность и большая прозрачность атмосферы и увеличивается излучение почвы. В марте в ночное время различия в температурах достигают 5°С, а в дневные часы температуры близки между собой (табл. 37). в марте и апреле (иа 4— 6°С ), а наименьшие — в декабре—январе (2°С ). В январе средняя минимальная температура поверхности почвы составляет —49°С, на 2°С ниже температуры воздуха. В холодный период суточные минимальные температуры изменяются в довольно широких пределах. Так, в январе и феврале можно ожидать дни с минимальной температурой на 25 °С выше (ниже) средней многолетней.

Абсолютный минимум температуры на поверхности почвы в Якутске получен расчетным путем по температуре воздуха (из-за малого периода наблюдений). Он составляет — 6 7 °С и относится к февралю. В январе абсолютный минимум равен — 65 °С, в декабре — 6 3 °С (табл. 33 приложения)

Дополнительной характеристикой к термическому режиму поверхности почвы является средняя месячная температура поверхности почвы различной обеспеченности, что дает представление об изменчивости средней температуры на поверхности почвы.

В' холодный период года, после установления отрицательных температур воздуха, происходит интенсивное понижение температуры почвы с глубиной. В это время на тепловое состояние почвы, кроме радиационного и теплового баланса почвы, большое влияние оказывает наличие снежного покрова, а также его высота. На территории города высота снежного покрова, его плотность и теплопроводность различны. В городе защитные свойства снежного покрова не одинаковы и выражены несколько слабее, чем в районе метеостанции Якутск, ГМО.

 

Средняя месячная температура верхних слоев почвы (глубина 5, 10, 15, 20 см) является основной характеристикой термического режима верхнего (пахотного) слоя почвы в теплое время года. С мая по сентябрь средняя температура почвы на глубине 5 см выше, чем температура воздуха. На глубине 10 см в мае температура почвы остается ниже, чем в воздухе; на глубине 15 см такое соотношение сохраняется не только в мае, но и в июне, а на глубине 20 см — и в июле (табл. 38). На температуру верхних слоев почвы в большей степени, чем на температуру воздуха, влияют местные особенности. Так, вследствие неоднородности типа почвы нередко ее температура на небольшом расстоянии (в несколько десятков метров) имеет различие макромасштабного порядка. Из табл. 39 видно, что различия между температурой верхних слоев почвы и температурой воздуха на суглинистых почвах меньше, чем на супесчаных, что объясняется большим увлажнением суглинистых почв весной и в первой половине лета. По мере уменьшения влажности почвы термические различия сглаживаются.

 

 

 Наличие многолетней мерзлоты обусловливает повышение температуры почвы в теплый период года только от верхних слоев почвы к нижним. Понижение температуры поверхности почвы в холодный период отмечается как от верхних слоев, так и от слоя многолетней мерзлоты, но последнее происходит медленнее. Поэтому характерной особенностью распределения температуры почвы в деятельном слое является летом ее понижение с глубиной (до отрицательных значений), а зимой — повышение

Средняя месячная температура почвы до глубины 60 см находится в тесной связи с температурой поверхности почвы, а на больших глубинах наблюдается запаздывание в повышении и понижении температуры почвы по сравнению с температурой поверхности почвы. Так, наиболее высокая средняя месячная температура воздуха, поверхности почвы и почвы до глубины 60 см приходится на июль, а с глубины 80 см и более рост температуры запаздывает от одного до пяти месяцев и более (рис. 23).

С начала мая, после схода снежного покрова, происходит интенсивное оттаивание почвы. В августе—сентябре оно достигает максимальной глубины. В начале октября, после устойчивого перехода к отрицательным температурам в воздухе, начинается интенсивное промерзание почвы. К концу октября почти полностью промерзает ее деятельный слой, который в ноябре окончательно смыкается с толщей вечной мерзлоты.

 

 

Выше отмечалось, что на термический режим почвы влияет высота снежного покрова, подтверждением этому являются данные температуры почвы на различных глубинах на двух площадках. Высота снежного покрова на метеоплощадке до переноса (1951— 1964 гг.) меньше, поэтому температура почвы в холодный период ниже, а в теплый выше, чем на метеоплощадке после переноса (1964— 1978 гг.) (см. табл. 34 приложения).

 

Амплитуда температуры почвы на глубинах значительно меньше, чем амплитуда температуры воздуха (табл. 40). С глубиной амплитуда колебаний затухает, а время наступления максимумов и минимумов в годовом ходе запаздывает (рис. 23). Годовой ход температуры почвы на больших глубинах обратный годовому ходу температуры поверхности почвы.

Так, на глубине 6,4 м. наиболее высокая температура в году наступает в январе и феврале, а самая низкая — в июне. На больших глубинах годовой ход почти отсутствует (см. табл. 34 приложения, рис. 23).

 Средняя месячная температура почвы различной обеспеченности по глубинам приведена в табл. 38 приложения. Она дает расшифровку средних величин в виде обеспеченности по отдельным годам, а также представление об изменчивости средней температуры по глубинам. Это особенно важно учитывать при закладке фундаментов зданий, различного рода подземных сооружений и при решении целого ряда других задач.

Наряду со средней температурой почвы большое значение имеет также наступление первого и прекращение последнего мороза в почве. На глубине заделки семян (5 см) средняя дата прекращения мороза приходится на 8 мая, а на глубине 20 см — на 11 мая, тогда как на поверхности почвы заморозки прекращаются в среднем 11 июня, в воздухе — 31 мая. На глубине 40 см. прекращение мороза происходит 20 мая, а на глубине 120 см — 17 июня, т. е. начиная с глубины, несколько большей 20 см, переход к положительным температурам несколько запаздывает (см. табл. 35 приложения). Наступление морозов в почве, так же как и их прекращение, запаздывает с глубиной.

Средняя продолжительность периода с положительными температурами на глубине 5 см превышает на 21 день, а на глубине 20 см — на 73 дня длительность безморозного периода на поверхности почвы. Это обусловлено тем, что отрицательные температуры, вызванные радиационным или радиационно-адвективным охлаждением поверхности почвы, в глубь ее не проникают, а также более поздним переходом средней суточной температуры почвы через 0°С осенью. Начиная от поверхности почвы длительность периода с положительной температурой растет, и примерно на глубине 30 см достигает максимума. Дальше с глубиной происходит сокращение периода с положительной температурой, и на глубине около двух метров положительные температуры бывают очень редко. Так, за период наблюдений 1931'—-1952 гг. на глубине два метра отмечалось только два случая с положительной температурой 0,1 °С (1940, 1949 гг.).

В связи с мощной толщей многолетней мерзлоты важное значение приобретает проникновение температуры 0°С в почвогрунт в весенне-осенний период (глубина оттаивания почвогрунта). Глубина проникновения температуры 0°С в почву является существенным дополнением к характеристике термического режима почвы. В теплый период эта глубина ограничивает активный слой почвы (см. табл. 36 приложения). Глубина оттаивания почвы из года в год сильно колеблется. Поэтому приводятся, кроме средних значений, также и крайние — максимальное и минимальное оттаивание почвы.

Оттаивание почвы происходит на различную глубину в зависимости от состава, влажности и свойств почвы, растительного покрова, а также от высоты снежного покрова зимой. Примером оттаивания почвы в зависимости от высоты снежного покрова может служить проникновение температуры 0 °С в почву (см. табл. 36 приложения).

Для строительства надземных сооружений наличие многолетей мерзлоты является фактором отрицательным. Наоборот, для строительства специальных подземных сооружений и в ряде других случаев многолетняя мерзлота — фактор положительный. Например, в растениеводстве в условиях засушливого климата Якутии многолетняя мерзлота — дополнительный источник увлажнения почвы.