Напівемпірична модель просторово-часового розподілу приземної температури на рівнинній частині території України

Анотація

Просторовий розподіл температури лінійно залежить від континентальності клімату, морфології рельєфу, положення регіону відносно морів, на додаток до звичайних показників висоти, широти та довготи. Існують інші фактори, які можуть мати додатковий значущий вплив: наявність великих водойм, рельєф, атмосферні чинники (місцева циркуляція), конфігурація та форма узбережжя і рослинність. Отже, ці багатофакторні впливи утворюють кліматичне поле температури.

У цьому дослідженні запропоновано регіональну напівемпіричну модель просторово-часового розподілу середньорічної та місячної температури для рівнинної частини України на основі методики оцінювання впливу висоти над рівнем моря та географічних координат. За цією методикою визначено висотні, широтні та довготні градієнти для річної та місячної приземної температури за періоди 1961—1990 та 1991—2020 рр. Так, на рівнинній частині території України річна приземна температура повітря знижується в середньому на 0,60—0,63 °C зі зсувом на висоту 100 м над рівнем моря, на 0,51—0,55 °C зі зсувом на один градус широти на північ, на 0,067—0,071 °С зі зсувом на один градус довготи на схід. Характерні також варіації цих середньорічних градієнтів температури від року до року від року до року.

Сезонна зміна градієнтів має виражений немонотонний характер: найбільші значення висотного градієнта характерні для липня—серпня (від –0,63 до –0,73 °С на 100 м), а найменші — для квітня—травня (від –0,45 до –0,55 °C на 100 м); найбільші значення широтного градієнта характерні для серпня—вересня (від –0,60 до –0,70 °С на 1° N), а найменші — для квітня—травня (від –0,20 до –0,35 °С на 1° N); довготні градієнти мають додатні значення в червні—серпні (0,074—0,128 °C на 1° E), і від’ємні значення в листопаді—березні (від –0,228 до –0,154 °C на 1° E). Встановлено, що висотний і широтний градієнти температури мають найбільшу просторово—часову мінливість, а довготній — найменшу. Найбільша мінливість значень температурного градієнта характерна для лютого—березня та липня—вересня, а найменша — для квітня—травня.

Аналіз динаміки зміни градієнта за період 1991—2020 рр. порівняно з періодом 1961—1991 рр. показав, що значення висотного градієнта зросли на 8—13 % у січні та березні—травні; значення широтного градієнта зросли на ~30 % у грудні—лютому та зменшилися на ~20 % у травні—серпні.

Запропонована напівемпірична модель містить коефіцієнт, який враховує вплив додаткових ефектів, пов’язаних з яскраво вираженими орографічними та іншими особливостями рельєфу. У нашому дослідженні наведено числові значення цього коефіцієнта для окремих мікрокліматичних районів рівнинної частини території України.

Розраховано модельні оцінки 30-річної середньомісячної температури в Україні за періоди 1961—1990 та 1991—2020 років. Порівняння модельних оцінок кліматичних норм середньої річної та місячної температури для 72 метеостанцій України з їх фактичними значеннями показало статистично значущий кореляційний зв’язок (достовірність лінійної апроксимації 0,89—0,98). Отже, дизайн напівемпіричної моделі дає змогу досить добре відновити річну та місячну температуру на території України.