Несчастья невских берегов. Из истории петербургских наводнений
Шрифт:
Радиационный баланс – результирующее количество лучистой энергии на единицу площади подстилающей поверхности. Слагается из различных потоков: суммарной (прямой – непосредственно от солнечных лучей – и рассеянной – от всего небесного свода при реальных условиях облачности) солнечной радиации, поглощенной и отраженной радиации, эффективного излучения, представляющего собой общую потерю тепла земной поверхностью. Определяет температуру воздуха. Радиационный баланс расходуется на испарение и теплообмен с воздухом и почвой. Лучистые потоки в атмосфере изучаются разделом метеорологии – актинометрией, использующей целый ряд достаточно сложных специальных приборов, а также расчетные методы. Потоки лучистой энергии определяются на метеорологических станциях и в обсерваториях с повышенным объемом измерений и расширенным штатом квалифицированных специалистов. Радиационный баланс и его
Естественная освещенность – полный световой поток прямой, рассеянной и отраженной солнечной радиации. Единица освещенности – люкс (лк), равный освещенности поверхности, на каждый квадратный метр которой приходится равномерно распределенный поток в 1 люмен (лм). Естественная освещенность определяется высотой солнца, облачностью, прозрачностью атмосферы и характером подстилающей поверхности.
Из состава работ на прибрежных гидрометеорологических станциях отметим измерения и наблюдения за уровнем воды. Об этом уже обстоятельно рассказывалось в первой части книги.
Узнав от СМИ сведения о сиюминутной «мгновенной» погоде, мы почти сразу забываем о них, особенно при благоприятных условиях. Но эти сведения не забываются метеорологами. Все измеренные и наблюденные данные наносят на географические карты, превращая их в синоптические, то есть позволяющие обозревать погоду одновременно на значительных пространствах. Комплект таких карт обнаруживает определенный характер изменения погоды, который можно перенести в будущее ее состояние. С некоторой долей риска, конечно… Так используются материалы, полученные на станциях, причем не только в синоптических, но и в гидродинамических прогнозах погоды, являясь для последних исходными начальными данными решения математических уравнений. Так трудоемкая, порой рутинная, работа наблюдателей на метеостанциях воплощается в предсказание будущего, в прогноз погоды, который также звучит в сообщениях СМИ. Но о прогнозах – отдельно…
Использование одномоментных наблюдений за элементами погоды не ограничивается целями прогноза. Так уж повелось в метеорологии, во всяком случае с начала XIX в.: строго и бережно хранить все добытые сведения. С ними можно производить разнообразные действия, прежде всего статистические. Осреднив температуру, давление, влажность за 8 последних сроков наблюдений, получим средние значения этих элементов за истекшие сутки. Аналогично получим результаты за месяцы, сезоны, годы, десятилетия. Для некоторых, к сожалению, немногих мест – за полтора– два века. Мы можем гордиться, что Петербург располагает многолетними материалами метеорологических наблюдений. Такие данные уже не назовешь погодными. Это – сведения о климате, важнейшей характеристике природы интересующего нас места. В нашем случае – Петербурга.
Погода в окрестностях Петербурга
Город занимает площадь менее 700 кв. км, окрестности – около 15 тысяч, Ленинградская область – почти 90 тысяч кв. км. Для сравнения: площадь Москвы в пределах кольцевой автодороги – 880 кв. км, площадь соседней Эстонии -45 тысяч кв. км, то есть вдвое меньше Ленинградской области. Понятно, что метеорология не считается ни с административным делением территорий, ни с границами стран и народов. Но разумные сопоставления всегда полезны. Все названные пространства вокруг нас уступают размерам циклонов и антициклонов, определяющим погоду. С площадями этих атмосферных образований может сравниться, пожалуй, только площадь всего Северо-Запада России от юга Псковской области до севера Карелии. Это означает, что характер погоды оказывается сходным на достаточно обширных пространствах. И действительно, из каждой сводки погоды видно, что температура воздуха, атмосферное давление, ветер, влажность, да и все метеорологические элементы в Петербурге, окрестностях и области мало отличаются между собой.
Сходство метеорологических условий объясняется преобладанием западного переноса воздушных масс, на фоне которого проходят погодообразующие системы. Приведем средние многолетние значения температуры воздуха в трех пунктах: 1) Петербург, 2) Свирица – север Ленинградской области; 3) Белогорка – юг Ленинградской области – в январе, июле и за год соответственно: 1) -7,8°, 17,8°, 4,4°; 2°) -9,8°, 16,9°, 3,1°; 3) -9,0°, 16,7°, 3,6°.
Город теплее области зимой на 1,2-2 градуса, летом примерно на градус и в среднем за год на 0,8-1,3°.
Хотя различия «города и деревни» невелики, но они существуют и представляют интерес, поскольку относятся к нашему непосредственному наглядному восприятию погоды. Они заслуживают хотя бы краткого обсуждения.
Атмосфере, как уже говорилось, свойственны очень широкие масштабы движений: глобально-планетарные (общая циркуляция), погодообразующие (циклоны– антициклоны), синоптические (межсуточные, от суток к суткам), мезометеорологические (среднемасштабные, межчасовые), микрометеорологические (от нескольких до немногих десятков минут). Существуют и другие виды движений, но перечисленные – наиболее наглядны. К мезо– и микрометеорологическим явлениям, которые происходят у нас в течение всего года, за исключением, пожалуй, зимы, относятся грозы, шквалы, смерчи, туманы, гололед, весенние и осенние заморозки. Пространственные различия метеорологических условий увеличиваются с сокращением масштабов движения. На расстояниях от немногих километров до нескольких десятков и немногих сотен километров, которые характерны для расстояний между городом, окрестностями и областью, как раз и проявляются местные различия метеорологических и погодных условий. Они возникают из-за разнообразия ландшафтов, то есть различий в рельефе, в растительности, в расположении относительно водных объектов. Состояние погоды может быть неодинаковым не только в городе и пригороде, но и в различных пригородах и даже в различных районах города.
Подчеркнем, что для получения надежных результатов по городской и окрестной метеорологии с последующим анализом их различий необходимо развивать сеть станций и проводить детальные измерения на ограниченных территориях. Это требует немалых затрат, специального оснащения, тщательной обработки результатов. В 1960– 1970-х гг. подобные работы были начаты в связи с экологическими проблемами, но широкого размаха они не получили. В последующие годы исследования постепенно сокращались и в настоящее время практически не проводятся, главным образом из-за финансовых трудностей.
Наиболее заметные различия в метеорологических условиях Петербурга, пригородов, окрестностей и области возникают под влиянием крупных водоемов – Невской губы, Финского залива и Ладожского озера. Хотя и в самом Петербурге немало воды – около 10% его площади, все же за пределами города находятся более обширные водные пространства. Они оказывают воздействие прежде всего на температурный режим побережий. Весной у воды холоднее: средние значения температуры воздуха в апреле-мае на прибрежных станциях Ломоносов и Лисий Нос на 1-1,5 ниже, чем на основной городской метеорологической станции, расположенной на берегу Малой Невки. Несколько меньшие различия с тем же знаком: 0,7– 1,0 наблюдаются между прибрежными и удаленными от воды станциями: Стрельна – Пушкин, Петро-крепость – Мга. Причем охлаждающее влияние Ладоги распространяется и на первый летний месяц, поскольку озерный лед постепенно тает обычно в течение всего мая. Летом и осенью водоемы оказывают отепляющее влияние на прибрежные пространства, распространяющееся на 10—20 км от воды. Близость к воде уменьшает вероятность первых заморозков и в целом увеличивает продолжительность безморозного периода на 10—20 суток.
Еще существеннее влияние водных бассейнов на температуру воздуха в течение суток. Вода сглаживает суточные колебания температуры: днем у берега прохладнее, ночью – теплее, чем в местах, удаленных от берега. В летние месяцы амплитуда суточных температур, например в Левашово почти на 4° больше, чем в Рощино. Подобно температуре воздуха ведет себя и влажность, но различия ее колебаний могут быть еще заметнее. На острове Сухо в Ладожском озере летом значения относительной влажности воздуха в течение суток изменяются в небольших пределах 75—85%, тогда как в городе Волхов эти пределы составляют от 50 до 90 %.