Гроза Горный Алтай. Закономерности и особенности Допустить к защите в гэк

• Название: Закономерности и особенности Допустить к защите в гэк
• Дата: 21.03.2022
• Размер: 5.15 Mb.
• Имя файла: Гроза Горный Алтай.doc
• Тип: Закон; #406849
• страница: 4 из 4

3 ГРОЗОВАЯ АКТИВНОСТЬ ГОРНОГО АЛТАЯ ПО ДАННЫМ …...

1. 
   Региональные особенности и экологические аспекты проявления атмосферного электричества на примере Республики Алтай
   

Грозы являются опасным метеорологическим явлением, вызывая поражение людей, представляя опасность для авиации и других видов транспорта, нефтехранилищ, ЛЭП, всех гражданских и промышленных объектов, а также любой хозяйственной деятельности на открытом воздухе. Грозы изучают в различных научно-практических направлениях: 1) климатическая характеристика гроз как потенциальная грозоопасность территории и важный элемент климата; 2) физические параметры гроз и молниезащита: напряженность электрического поля, токи молний, развитие грозового процесса и др.

В результате иследований проводившихся в Горно-Алтайском университете был установлен ряд закономерностей в проявлении гроз на территории Республики Алтай [32].

В рамках проводимого исследования представляет интерес использование данных сети WWLLN. В работе приведены результаты анализа проявления гроз в 2011-2012 году в районе села Яйлю.

молниевых разрядов на территории Республики Алтай (РА) подтверждает связь грозовой активности с температурой воздуха.

Полученные инструментальные данные позволяют утверждать, что в летний период на территории Республики Алтай в среднем происходит 3 проявления атмосфериков в час.

Подтверждается взаимосвязь проявления атмосферного электричества и физико-географических условий [31,32]

Конфигурация площадей проникновения грозовой активности вглубь горной страны совпадает с направлением главных рек территории. Геологической особенностью РА является преимущественное совпадение долин рек с сетью разломов, определившем унаследованное развитие речной сети территории исследования.

Визуализация инструментальных данных иллюстрирует убежденность авторов в существенном влиянии физико-географических условий на пространственное распределение грозовых разрядов. В мае и июне наиболее четко прослеживается приуроченность их к долинам рек.

2. 
   Использование данных сети WWLLN для изучения проявления атмосферного электричества (на примере села Яйлю) на территории Республики Алтай
   

В настоящее время цивилизация испытывает возрастающее количество кризисов, которые все больше зависят от изменчивости ресурсов увлажнения и других компонентов экосферы [40]. Все климатические процессы имеют свойство цикличности, следовательно, для нормальной жизни обществу необходимо знание факторов, позволяющих заблаговременно предсказывать характер предстоящих перемен. Одним из таких факторов может служить грозопроявление. Поэтому решение научной задачи по выявлению характера грозоактивности как геоэкологического фактора является достаточно актуальным [34].

Гроза – атмосферное явление, характеризующееся многократными электрическими разрядами (молниями) между облаками или между облаком и землей, внутри облаков, которое сопровождается звуковым эффектом-громом. С грозой связаны ливневые осадки в виде дождя, града. Иногда грозы отмечаются без осадков, их называют сухими грозами [19].

В настоящее время организована Мировая сеть локализации молний (Word Wide Lighting Location Network, WWLLN), включающая 25 приемных пунктов регистрации атмосфериков [36]. Эта система позволяет учитывать практически все сильные разряды молний. Инструментальные наблюдения сети WWLLN дали хорошую возможность проследить изменение грозовой активности на тех участках территории, которые недоступны для наблюдения ГМС [37].

При этом для расчета воздействия гроз в рассматриваемом районе рассчитывалась средняя годовая продолжительность гроз в часах. В Республике Алтай этот показатель меняется в широких пределах – 0,9 – 11,9 часов, а разброс максимальной суммарной продолжительности гроз составляет 92,8 -39,8 часа[39]. К сожалению, эти показатели не учитывают интенсивности явления и особенности распределения разрядов молний на местности.
3.3.Ход исследования и полученные результаты

Выше уже говорилось о том, что инструментальные данные сегодня прочно вошли в исследования различного уровня. Глобальный характер современных данных пока не обеспечивает науку ответами на все вопросы. На первом этапе необходимо сопоставление результатов традиционных методов, которые уже зарекомендовали себя с современным фактическим материалом.

В нашем случае остро стоит вопрос о сопоставлении количества гроз и количества атмосфериков. Первое явление регистрирует сеть ГМС, а второе - сеть WWLLN. Однако во время одной грозы проявляется множество атмосфериков. Чтобы сопоставление было корректным некоторые исследователи пришли к выводу о необходимости выделения грозовой ячейки или кластризации. В этой области работают такие люди, как Козлов В.И., Муллаяров В.А. и другие. В Горно-Алтайском университете изучает эту проблему М.Ю. Беликова. В настоящее время она имеет некоторые результаты, однако это не входит в тему данного исследования и автор просит читателей обратится к её работам и работам других авторов в этой области (Bara novskiy Nikolay, Krechetova Svetlana, Belikova Marina, Perelygin Anton. WWLLN Data Cluster Analysis Methods for Lightning-Caused Forest Fires Monitoring//International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE) Vol. 6, No. 6, December 2016, p p. 31123120 ISSN: 20 88-8708, DOI: 10.11591/ijece.v6i6.12780).

На крыше ГАГУ была установлена антенна для приёма сигналов от атмосфериков (рис.1111), компьютерное оборудование и программный продукт, что позволило войти в сеть WWLLN.



Рис. 22222

В связи с ранее выявленной спецификой проявления гроз на территории Горного Алтая (Кочеева Н.А.), а также с тем, что в распоряжении автора оказались данные по грозам, зарегистрированным на ГМС Яйлю, было принято решение и исследовании на этой территории с использованием данных из двух источников.

На первом этапе автор изучал особенности рельефа окрестностей с. Яйлю в камеральных условиях. В настоящее время для этого имеются неплохие возможности при использовании космических снимков в видимом диапазоне (рис.3333-5555).

В ходе изучения автор пришёл к выводу о том, что территория исследования может быть ограничена следующими координатами (табл. 1).


Рис.333 Вид на с. Яйлю с южного берега оз. Телецкое (https://www.google.ru/maps/@55,103,3z?hl=ru)


Рис.444 Вид на с. Яйлю с севера (https://www.google.ru/maps/@55,103,3z?hl=ru)


Рис.555 Вид на с. Яйлю с севера (другой масштаб) (https://www.google.ru/maps/@55,103,3z?hl=ru)

Таблица 1.

Координаты территории исследования в районе ГМС Яйлю

Направление	Координаты в градусах	Координаты в десятичных долях
север	51°47´13´´	51,7871
	87°35´51´´	87,5976
запад	51°46´33´´	51,7759
	87°32´31´´	87,5422
Юго-запад	51°45´21´´	51,7560
	87°40´52´´	87,6812
юг	51°42´41´´	51,7115
	87°27´36´´	87,4601
восток	51°42´04´´	51,7013
	87°36´04´´	87,6012

Площадь исследования в итоге выглядит следующим образом (рис.666).



Рис. 666 Примерная площадь исследования в окрестностях села и ГМС Яйлю (https://earthexplorer.usgs.gov)
Эта работа была необходима в связи с особенностями рельефа исследованной территории. Высокие горы, которые близко подступают к пункту наблюдения, существенно ограничивают дальность обзора для наблюдателей метеорологических станций. Это определяет и площадь изучения с помощью данных WWLLN

Использование программного продукта QGIS позволило построить карты распределения атмосфериков по территории исследования (рис.777-999). Первое, что бросается в глаза – неравномерное проявление гроз на исследованной территории. Эта закономерность была ранее установлена для всей территории Республики Алтай для всего периода наблюдений (Дмитриев, Кречетова…).

Соотношение разрядов над водной поверхностью и сушей остается неизменным в течение периода исследования 61,5% в 2011 году и 61,9% в 2012 году.

Из числа зарегистрированных атмосфериков большая часть находится в полосе, которая протягивается с юго-запада на севверо-восток (рис. 777, 888).



Рис. 777Окрестности села Яйлю и атмосферики зафиксированые сетью WWLLN за 2011 год.


Рис. 888. Окрестности села Яйлю и атмосферики зафиксированые сетью WWLLN за 2012 год
Обращает на себя внимание и тот факт, что те разряды, которые зафиксированы над водной поверхностью, тяготеют к береговой линии, а не к «открытой воде» (рис.999) – 29% от всех разрядов и 77% от всех «водных» разрядов.




Рис. 999. Окрестности села Яйлю и атмосферики зафиксированые сетью WWLLN за 20112012 годы
Для периода исследования установлено, что почти каждый десятый разряд проявляется в одном и том же месте. Автор отдает себе отчет, что полученные результаты требуют исследования на большем массиве данных, однако 15% разрядов из числа зафиксированных за 2 года пространственно приближены максимально. Это без учёта территории, где в 2012 году сразу два разряда проявились в том месте, где в 2011 году был зафиксирован один разряд (рис.999).

Установленные факты представляют интерес и в случае статистического подтверждения безусловно представляют интерес для интерпретации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изученная литература позволяет утверждать, что гроза, как природное явление долго не перестанет привлекать внимание исследователей. Доступность данных об этом явлении позволит установить еще много интересных фактов о грозах. К сожалению, приходится констатировать, что в настоящее время сбор фактического материала весьма затруднён, к трудностям относится в первую очередь специфика доступа к метеорологическим данным, иностранные сайты, такие как http://wwlln.net требуют знание английского языка, это же условие затрудняет знакомство с зарубежной литературой по данной теме. В то же время даже фрагментарные данные позволяют производить некоторую исследовательскую деятельность и получать результаты.

Опубликованная литература свидетельствует о том, что в настоящее время научное сообщество рассматривает грозы как неотемлемую часть глобальной электрической цепи, как одно из наиболее энергоемких и разнообразных проявлений атмосферного электричества.

В ходе выполнения данного исследования автор убедился в том, что изучение атмосферного электричества относится к фундаментальным проблемам современного естествознания, которую рационально рассматривать исходя из географических и физических основ современной природы.

Работа над дипломным исследованием показала, что сегодня интернет наполнен не только публикациями хорошего уровня, но и большим количеством данных. Повышение уровня владения методами интеннет-поиска, современного программного продукта позволит получить интересные результаты фактического и картографического харакра.

В результате выполненного сопряжённого анализа данных сети WWLLN и данных ГМС Яйлю было установлено:

до настоящего времени существуют территории, где затруднена регистрация гроз традиционными и современными методами;

возможно, расширение сети WWLLN повысит качество регистрации проявления гроз;

для таких территорий есть основания для привлечения данные других регистрирующих сетей, например, «Верея»;

на основании изучения данных двух лет корреляция хорошего уровня между данными двух источников не установлена;

разработка метода кластеризации, возможно, повысит результаты проведенной работы.

Последний вывод определяет актуальность продолжения начатого исследования. Введение дополнительных данных, расширение источников и методика кластеризации определённо даст более значимые результаты.

Полученные результаты представляются значимыми и являются базой для продолжения исследования.

Список литературы

1. 
   Алмашев, Ч.Д. Особо охраняемые места Алтая – Экскурсии и правила посещения, охраняемых и священных мест Республики Алтай [Текст] / Ч.Д. Алмашев // Министерство природных ресурсов Республики Алтай – Горно-Алтайск, 2008.- С. 15-31.
   
2. 
   Алтай. Всемирное наследие [Текст] // Под ред. A.M. Маринина - Горно-Алтайск: РИО «Универ-Принт», ГАГУ, 1999. - С. 10-20, С. 43-49.
   
3. 
   Алтай. Республика Алтай. Природно-ресурсный потенциал[Текст]
   

// А.М. Маринин, Г.Я. Барышников, Б.Н. Лузгин, Т.Д. Модина и др. – Горно-Алтайск, 2005. – 336 с.

4. 
   Волков, В.В. Основные закономерности геологического развития Горного Алтая [Текст] / В.В. Волков. - Новосибирск, 1966.-160 с.
   
5. 
   Малков, Ю.П. Млекопитающие Республики Алтай и Алтайского края [Текст] / Ю.П. Малков, В.И. Беликов.- Горно-Алтайск, 1995.-196 с.
   
6. 
   Маринин, A.M. Источник Чулышманский / Красная книга Республики Алтай [Текст] / A.M. Маринин, А.Г. Манеев, В.И. Ушакова, Ю.П. Малков // Особо охраняемые природные территории и объекты. – Горно-Алтайск, 2000. – С. 184-187.
   
7. 
   Маринин, А.М. Физическая география Горного Алтая [Текст] / А.М. Маринин, Г.С. Самойлова. – Барнаул, 1987. – 110 с.
   
8. 
   Меркин, М.М. Климатические ресурсы Горного Алтая [Текст] / М.М. Меркин // Экологическая зона Горного Алтая. – Горно-Алтайск: 1992.
   
9. 
   Международные нормативные акты ЮНЕСКО[Текст] // Сост. И.Д. Никулин. – М.: Изд. фирма “ Логос ”, 2002.
   
10. 
    Селегей, В.В. Телецкое озеро [Текст] / В.В. Селегей, Т.С. Селегей. – Л.: Гидрометиоиздат, 1978. – 143 с.