Преобладающие направления ветров равнин Предкавказья

Введение

          Ветровой режим является важнейшей  климатической характеристикой  территории, и учет влияния ветра  необходим во многих отраслях народного хозяйства. Направления ветров важны для строительства и проектирования жилых домов и промышленных сооружений. Например, для правильного размещения загрязняющих атмосферу предприятий. Особо важен  учет ветров в судоходстве и авиации. Также ветер имеет значение в энергетике, он является одним из самых перспективных нетрадиционных источников энергии. С ветром также связано множество неблагоприятных явлений погоды. Сильные ветра ( скорость выше 15 м/с) наносят огромный ущерб инфраструктуре, уличным насаждениям, вызывают полегание хлебов в период сборки урожая, тем самым затрудняя его.  С ветрами также связано явление пыльных бурь и суховеев, которые могут повредить или полностью уничтожить посевы. Пыльные бури скальпируют верхний плодородный слой почв, наносят механический вред растениям, а интенсивные суховеи вызывают  подсыхание растений и захват зерна. Также ветра вызывают сгонно-нагонные явления на морях, из-за которых происходит подтопление прибрежной территории .Так, при сильных штормовых восточных ветрах в результате нагона воды в ноябре 1952 и 1954 г.г. на северо-западном побережье  Каспия вода распространилась вглубь суши на 40-50 км достигла железной дороги Кизляр-Астрахань, затопила и размыла полотно дороги и нанесла ущерб остальным постройкам. [11]

         Сильные ветра имеют в основном восточное направление. Для территории Предкавказья характерна некоторая муссонность ветрового режима, при которой происходит смена направлений ветра по сезонам года. В зимний период устанавливается восточный перенос, а летом происходит увеличение числа ветров западного направления. В справочниках и другой литературе для определения ветрового режима чаще всего используют повторяемость ветров определенного румба, выраженную в процентах. Однако существуют и другие методики, такие как определение преобладающего направления ветра. При ней выявляют определенную часть горизонта, из которой наиболее часто дуют ветра, а также повторяемость этого ветра в процентах. Выявление преобладающего направления ветра имеет большое прикладное и научное значение, так как позволяет определить какие воздушные массы оказывают наибольшее влияние на климат. [1]     

          Целью данной работы является  определение географического распределения  преобладающего направления ветра  на территории Предкавказья. В задачи данного исследования входят: по-первых, изучение влияние географических факторов местности  на ветры, а во-вторых его сезонные изменения.

         При выполнении работы использовались литературные и справочные источники

1.Физико-географическая  характеристика

  1.1 Географическое положение.

         Изучаемая территория находится в южной части умеренного пояса, на границе с субтропическим поясом. Его положение в умеренных широтах говорит о наличии западного переноса воздуха в общей циркуляции атмосферы.  На западе и юго-западе территория омывается водами теплых Черных и Азовских морей, над которыми в холодное время года появляется область низкого давления- Черноморская депрессия, а в теплое время – область повысокого давления. На востоке же зимой находится область повышенного давления, которая представляет собой отрог Азиатского антициклона, который почти полностью блокирует западный перенос в холодное время года, а летом она сменяется Азиатским минимумом, восстанавливая западные ветра.  На юге расположен хребет Большого Кавказа, который задерживает воздушную массу, частично изменяет ее направление и физические свойства. Наличие двух морей и высоких гор стимулирует развитие на данной территории местной атмосферной циркуляции. На севере изучаемая территория примыкает к остальной части Русской равнины, чей равнинный рельеф продолжается до берегов морей Северного Ледовитого океана. Тот факт отсутствия орографических препятствии делает возможным проникновение с севера малоизмененных холодных арктических масс.[10]

Рис. 1 Географическое положение Предкавказья. [2]

 Предкавказье расположено в южной части Русской равнины. Орографически ее можно разделить на несколько частей: западную Кубано-Приазовскую равнину, восточную Прикаспийскую низменность и расположенную между ними Ставропольскую ( (Предкавказскую) возвышенность. К северу от нее находится Кумо-Манычская впадина, которая переходит в возвышенность Ергеней. Северную окраину Азовского моря занимает небольшая Приазовская возвышенность, сливающаяся на северо-востоке с Донецким кряжем. Кроме того, могут быть выделены участки равнин, непосредственно прилегающих к подножью Большого Кавказа, несколько более приподнятые над уровнем моря, имеющие слегка наклонный характер. , а именно Кабардинская, Северо-Осетинская, Грозненская. К западу от Кабардинской равнины расположилось Пятигорское островные горы, состоящее из группы крупных куполообразных возвышенностей. Средние их высоты 400-600 метров. Пятигорские горы занимают промежуточное положение между Большим Кавказом и Предкавказьем. Генетически и морфологически их можно отнести к горным районам, но приурочены они к краевому прогибу, поэтому отнесены к Предкавказью.  [7]  

1.2 Тектоническое строение и рельеф

        Данная территория большей частью расположена в южной части Восточно-Европейской равнины на Скифской платформе. Скифская плита является платформенная область с байкальским или частично герцинским основанием, прикрытым мощным осадочным чехлом. В рельефе преобладают равнины (Северный Кавказ и Степной Крым). Фундамент представлен сланцево-известняковой толщей, собранной в складки; чехол — морскими осадочными толщами юры, мела и палеогена (песчаники и пески, известняки, мергели, глины), а также морскими, лиманно-морскими и континентальными отложениями неогена и антропогена. Ограничена на севере. южным краем Восточно-Европейской платформы, а на юге — складчатыми структурами Горного Крыма, Керченского полуострова и Северного Кавказа.[10] На севере изучаемой территории  находится возвышенность Ергеней, которая является южным продолжением более обширной и приподнятой ( выше 300 метров) Приволжской возвышенности.  Для Ергенея характерны высоты лишь немногим превышающие 200 метров, а также резко выраженный уступ восточного края, как и у Приволжской возвышенности. В основание Восточно-Европейской равнины также входят древние складчатые горные массивы, разрушенные и сглаженные размывом при многочисленных трансгрессиях морей. Один из них-Донецкий кряж-находится на исследуемой территории. Он был создан в основном во время герцинской складчатости с последующими более слабыми фазами киммерийской складчатости. Кряж сложен огромной толщей интенсивно дислоцированных каменноугольных пластов, залегающих в огромной тектонической впадине между Украинской и Воронежской кристалличскими глыбами. Данная впадина частью заполнена синклинально изгибающимися и достигающими большой мощности напластованиями юры и мела, частью ( в южном районе)- карбона, выступающими в виде остаточного Донецкого кряжа.

         Кубано-Приазовская равнина рекой Кубань делится на две различные геоморфологические области. То плоская Кубано-Приазовская равнина, расположенная к северу от реки Кубань и наклонная Прикубанская равнина, расположенная к югу от нее. Кубано-Приазовская равнина сложена толщей четвертичных глин и лессовидных суглинков. Прикубанская же состоит из флювиогляциальными галечниками, покрытыми лессовидными суглинками. Та равнина рассечена широкими долинами левых притоков Кубани, у которых хорошо выражены несколько террас.

          Ставропольская возвышенность представляет собой широкое и пологое сводообразное поднятие, которое достигает наибольшей высоты в своей южной части ( гора Стрижамент- 827 м), где сравнительно круто обрывается к зоне прогиба, отделяющей ее от предгорных хребтов Большого Кавказа. Она сложена из третичных глин, песчаников и известняков, частью расчленена речным размывом и имеет холмистый рельеф. Долины пересекающих ее рек сопровождаются хорошо выраженными террасами, в пределах верховьев реки Калауса и у границы с Манычской впадиной возвышенность осложнена сбросами небольших масштабов. К склонам данной возвышенности прилегают обширные площади, покрытые делювиальными и лессовидными суглинками.  Наклонная равнина восточного пологого склона возвышенности покрыта лессовидными суглинками.

        Прикаспийская низменность представляет собой очень плоскую и значительной частью залегающую ниже уровня океана равнину. Она освободилась от вод Каспийского моря в самое недавнее геологическое время- послеледниковое. Для нее характерен геоморфологический ландшафт аридного типа, а именно глинисто-солонцеватая бессточная полупустыня со множеством солонцов, солончаков и небольших озер, либо залегают обширные площади сыпучих песков, в некоторых местах образовавших дюнный или барханный ландшафт.

        В отдельный геоморфологический район часто выделяют аллювиальную равнину широкой дельты Терека. На ней между старыми и молодыми рукавами дельты также располагаются площади сыпучих песков и участки глинисто-солонцеватой полупустыни.[7]

Большой Кавказ представляет собой мощное горное поднятие, обусловленное в современном его виде главным образом кайнозойской складчатостью Большой Кавказ начинается у города Анапа, где имеет форму холмов. Далее к юго-востоку горная система быстро повышается и расширяется, достигая у Эльбруса ширины около 180 км.   Затем ширина его уменьшается и у поймы реки Терека составляет 110 км. К востоку Кавказ снова расширяется и в Дагестане имеет ширину 160 км. Примерная площадь Кавказа равняется 145 000 км, некоторые хребты и отроги достигают длины 150 км.  Расчленение северного склона Большого Кавказа очень велико. Параллельно Главному кавказскому хребту на расстоянии 10-15 км от его осевой части располагается Боковой хребет. На нем находятся Эльбрус, Каштан-Тау и ряд других высот, превышающих отметку 5000 метров. Далее к северу располагается три более низких хребта: Скалистый ( 3300 метров), Пастбищный( 1500) , а также Лесистый ( Черные горы) высотой всего 600 метров. В северной части Черноморского побережья хребет распадается на ряд невысоких гор. [11]

          Кавказские горы являются мощным препятствием для воздушных масс.  Система хребтов, большое количество долин, ущелий и котловин создают сложную циркуляцию внутри самих гор и оказывают влияние на прилегающие территории. В предгорной территории происходит задержка воздушных масс, стационирование и нередко обострение атмосферных фронтов.Благодаря Кавказу и морям возникла местная циркуляция Предкавказья. 

         Воздушное течение либо огибает Кавказ с боков, либо переваливает через него сверху. Чаще происходит горизонтальное обтекание. Обтекая препятствие, ветер ослабевает, но с боковых сторон усиливается, особенно у выступов препятствий .За Кавказом скорость ветра уменьшается, там имеется ветровая тень.  Перетекание происходит тем легче, чем неустойчивее стратификация воздуха, оно приводит к таким важным следствиям, как увеличение осадков на наветренном склоне горы при восходящем движении воздуха и рассеяние облачности на подветренном склоне при нисходящем движении. Очень существенно усиление ветра при попадании его в суживающееся орографическое ложе, например, между двумя горными хребтами. При продвижении воздушного потока его поперечное сечение уменьшается, а так как сквозь уменьшающееся сечение должно пройти столько же воздуха, то скорость возрастает. Этим также объясняется усиление ветра в проливах между высокими островами и даже на городских улицах.  Из мелкомасштабных преград  на изучаемой территории велико влияние полезащитных полос . Воздух перетекает поверх лесной полосы, а также скорость его убывает при просачивании его сквозь просветы в полосе. Поэтому непосредственно за полосой скорость ветра резко уменьшается. С удалением от полосы она восстанавливается на расстоянии, равном 40-50-кратной высоте деревьев полосы, если полоса ажурная. Влияние сплошной полосы распространяется на расстояние, равное 20-30-кратной высоте деревьев и меньше. [15]

1.3 Гидрологические объекты

1.3.1 Моря

Черное море

        Площадь Черного моря – около 422000 км², объем воды- 537000 км², средняя глубина- 1271 метр, максимальная- 2210 метров .Глубокий пролив Босфор связывает Черное море с Мраморным морем, которое через пролив Дарданеллы соединятся с Средиземным. С Азовским морем Черное соединено Керченским проливом. По рельефу дна Черное море разделяется на две части: мелководную на северо-западе, с глубинами менее 100 метров и глубоководный бассейн, ограниченный узкой полоской шельфа на остальной территории. Глубоководная котловина, очерченная изобатой 2000 метров, занимает 36% площади дна моря. Ее поверхность ровная и имеет небольшой наклон в южном направлении. Берега в настоящее время испытывают размыв на большей части своего протяжения, к зонами аккумуляции приурочены лишь некоторые участки ( устья рек, вогнутости берега, наветренная сторона гидротехнических сооружений)

        Одной из особенностей Черного моря является наличие сероводородного заражения глубинных вод .За верхнюю границу принимается глубина, где концентрация растворенного сероводорода становится не более 0,01 мг/л. Глубина ее залегания очень изменчива во времени и пространстве. Например, в 1983 она в разных районах моря составляла от 90 до 150 метров весной, от 50 до 210 метров летом, от 110 до 160 осенью, от 80 до 140 метров зимой.  Максимальное содержание сероводорода в воде Черного моря, наблюдающегося на глубине более 1,5 км, составляет 10 мг/л.,( в отдельных районах то число доходит до 12 мг/л) . а на глубине 200-300 метров составляет 1-3 мг/л. То приводит к тому, что вся основная биомасса моря сосредоточена в его верхних слоях до глубины 150-200 метров, что составляет 10-15% всего объема. Остальная толща воды заселена анаэробными сероводородными бактериями.

         Соленость вод Черного моря меньше средней океанической и составляет на поверхности в открытой части моря 17-18 %₀ и 12-14%₀ ( и менее) в приустьевых участках рек. С глубиной соленость увеличивается и достигает максимума  в 22,4-22,6 %₀ на глубине 2000 метров. Исключение составляют приустьевые зоны, где наибольшие изменения солености отмечаются в верхнем 20-метровом слое. Таким образом воды разделены по вертикали на два слоя, водообмен между которыми затруднен.

        Температура воды зимой на поверхности моря в открытой части 6-7⁰С (на юге от 4-8 до 10⁰С) . На северо-западе она опускается до температуры -1⁰С, и там ежегодно образуется береговой припай шириной до 0,7 км. Летом температура однообразней и различие между районами достигает не более 2⁰С ( средние температуры- 24-22⁰С). Сезонные изменения температуры захватывают лишь поверхностный слой воды. На глубине более 75 км вода в течение всего года имеет температуру 6-7 ⁰ С.С увеличением глубины изменения температуры все более уменьшаются, так на глубине 500 метров- около 8,9⁰С, а на глубине 2000 метров- 9,1⁰С.