Дослідження динаміки зростання обсягів природно-заповідного фонду Київської області засобами геоінформаційних систем

Континентальне повітря помірних широт утворюється внаслідок трансформації різних мас повітря і навколишніми просторами. Морське повітря помірних широт приходить до нас з Атлантики в численних циклонах —як західних, так і північно-західних. З цим повітрям до Київщини надходить основна частина атмосферної вологи.

З арктичними повітряними масами пов'язані різкі зниження температури взимку і навесні.

Тропічні повітряні маси надходять з півдня або з південного сходу та з південного заходу навесні, влітку і восени. З вторгненням тропічних повітряних мас пов'язані різкі підвищення температури і зниження відносної вологості повітря, особливо при вторгненні континентального тропічного повітря.

Характеризуючи роль земної поверхні як фактора кліматоутворення на прикладі Київської області, слід пам'ятати про дві істотні риси цієї території:

а) незначні загальні розміри;

б) різноманітність видів підстиляючих поверхонь.

Тут зустрічаються поєднання таких підстиляючих поверхонь, як лісові масиви, болота і осушені їх ділянки, сільськогосподарські угіддя, водні простори, а також численні населені пункти. Часто лісові масиви, населені пункти і сільськогосподарські угіддя розміщені на різноманітному рельєфі.

Таким чином, на території області створюються сприятливі умови для формування місцевих особливостей клімату, які проявляються в контрастах освітлення і радіаційного режиму, температури і вологості повітря, швидкості вітру тощо.

Взимку вплив земної поверхні на погодні умови відбувається через охолодження повітряних мас, а тому в цей час часто виникають інверсії температури, які охоплюють не тільки приземний, але й пограничний шар повітря.

Влітку земна поверхня інтенсивно нагрівається, що викликає прогрівання повітря, а тому вертикальний профіль температури повітря має інсоляційний вигляд, тобто температура швидко знижується з висотою. 

Характеристика кліматичних сезонів Київської області

Клімат Київської області займає проміжне місце між кліматом західних і східних областей, розміщених у межах Українського Полісся та Українського Лісостепу. Відсутність високих гірських підняттів сприяє вільному переміщенню повітряних мас різного походження, що обумовлює значну мінливість погодних процесів в окремі сезони.

Зима на Київщині досить тривала, але порівняно тепла. Якщо порівняти середню багаторічну січневу температуру для широти 50° північної півкулі (-8°) і середню за той же період для Києва (-6°), то в середньому січень у Києві на 2° тепліший. Така ж картина матиме місце при порівнянні по інших станціях, що пояснюється значним впливом Атлантики. Для зими характерні відлиги, коли температура повітря підвищується до 10°, а сніговий покрив зовсім зникає.

Типові зимові погодні процеси мають місце в останній декаді листопада і спостерігаються до кінця лютого. У цей період середні добові температури, як правило, нижче 0°, утворюється сніговий покрив і замерзають ріки та озера.

Взимку часто спостерігається хмарна погода — результат проходження циклонів. Опади можуть випадати як у вигляді снігу, так і дощу — при глибоких і тривалих відлигах, а також проходженні атлантичних і південних циклонів.

Тривалі відлиги характерні для двох типів синоптичних ситуацій: коли по північній периферії гребня, що простягається на центральні райони України від антициклону, який формується над Південним Уралом і Заволжям, західні та північно-західні циклони з Атлантики переміщуються над Українським Поліссям і Лісостепом; і коли над Північним Кавказом, Поволжям і Східною частиною України розміщується антициклон, а над Балканами і Центральною Європою формуються циклони. Над Україною при цьому спостерігається інтенсивний меридіональний перенос теплих мас повітря з півдня, швидкість потоків і тривалість яких залежить від характеру розміщення названих баричних утворень, їх вертикальної структури та значень атмосферного тиску в них. Звичайно, що інтенсивність підвищення температури повітря буває найвищою в другому випадку.

При хмарному небі добові суми радіаційного балансу перевищують норму, хоча денні суми сумарної радіації внаслідок послаблення її суцільною хмарністю нижнього ярусу завжди менші норми. При цьому хмарність впливає на величину ефективного випромінювання, а також на формування інверсійного розподілу температури в приземному шарі повітря внаслідок танення снігу під час відлиги.

Тривалість сонячного сяйва і суми сонячної радіації різко знижуються внаслідок скорочення дня, зменшення висоти сонця і значної хмарності. Так, наприклад в Києві суми сонячної радіації за будь-який зимовий місяць становлять тільки 5-10% суми за літній місяць. У цей час в середньому через день бувають опади. За зимовий період по області випадає від 70 до 90 мм опадів.

В середньому висота снігового покриву становить 25-30 см, а на крайньому півдні 15-20 см. Тільки в окремі роки він перевищує 50 см, досягаючи в північних районах 70 см. Тривалість залягання снігового покриву досягає 90-100 днів, хоча й бувають зими з нестійким сніговим покривом.

Для зими характерні вторгнення арктичних повітряних мас, при яких температура повітря знижується до -34°, -36°. В окремі зимові періоди на території області поширюється відрог азіатського антициклону, внаслідок чого температура повітря знижується до  -25°,-26° на тривалий період. Якщо такі зниження температури мають місце при незначному сніговому покриві або при повній його відсутності, то ґрунт промерзає на 100-130 см.

Залежно від співвідношення між циклонічною і антициклональною погодами взимку на Київщині розрізняються теплі й холодні зими. Теплі зими характеризуються частими виходами атлантичних циклонів з суцільною хмарністю і опадами у вигляді снігу, мокрого снігу та дощу й мряки. При цьому добовий хід температури повітря практично відсутній, а середні місячні температури на 5-7° перевищують норму.

Холодні зими спостерігаються при переважному пануванні антициклональної погоди, викликаної вторгненнями арктичних повітряних мас, поширенням відрогів азіатського антициклону або ж формуванням місцевих антициклонів. При цьому середні температури бувають на 7-9° нижчими від норми.

При антициклональній погоді взимку добові суми радіаційного балансу дають від'ємні відхилення від норми, особливо за наявності сухого снігового покриву, коли вдень проявляються його високі відбивні властивості (75-95%), а протягом тривалої ночі — випромінювальна здатність. Ось чому взимку при безхмарній погоді, хоча денні суми сумарної радіації перевищують норму, добові суми радіаційного балансу завжди менші норми.

Тривале нічне вихолодження снігової поверхні сприяє охолодженню приземного і пограничного шарів повітря, формуванню інверсійного вертикального профілю температури. При цьому важливу роль відіграє рельєф місцевості — в долини і балки надходить охолоджене на схилах повітря, де воно ще додатково охолоджується внаслідок радіаційного випромінювання.

При проходженні циклонів або вторгненні арктичних повітряних мас спостерігаються хуртовини, під час яких на залізничних і автомобільних шляхах утворюються снігові заноси. У середньому за зимовий період по області спостерігається 10-12 днів з хуртовинами.

Вітровий режим характеризується в середньому зростанням швидкостей порівняно з іншими сезонами і несталістю напрямку. Середні місячні швидкості вітру взимку по області дорівнюють 4-5 м/сек, причому одночасно можливі випадки різкого підвищення швидкостей вітру до 15-20 м/сек. У деяких місцях по 2-3 дні швидкість вітру перевищує 15 м/сек.

Слід також відзначити ще одну характерну рису погодних процесів зимового періоду на Київщині: утворення ожеледі, що спостерігається при вторгненні теплих морських мас повітря з півдня після тривалої морозної погоди. Ожеледь утворює льодову кірку на поверхні снігу або ґрунту, на дротах електроліній і ліній зв’язку, на поверхні рослин.

Весна. Переломним періодом переходу зими на весну є звільнення ґрунту від снігового покриву. Танення снігу відбувається найбільш інтенсивно при вторгненнях теплих мас повітря з півдня. Деяку роль в цьому процесі відіграє збільшення сум сонячної радіації внаслідок збільшення тривалості дня і висоти сонця. У південній частині області весна приходить швидко, а в північній — на Поліссі — повільніше, і бездоріжжя тут триває довше, ніж на півдні. Перша частина весни (березень, квітень) щодо температурного режиму взагалі буває нестійкою внаслідок частих вторгнень холодного повітря з півночі або сходу, які викликають різкі зниження температури. В окремі дні на початку березня морози по всій області можуть досягти -25-30°, разом з тим температура повітря наприкінці місяця може підвищуватись до +20°. На початку квітня можливі морози до -10 і -12°, а в кінці квітня температура повітря може досягти + 25°-+28°.

Різкі підвищення температури повітря навесні найчастіше спостерігаються, коли над Південним Уралом і Поволжям розташовується антициклон, а над Чорним морем проходять середземноморські циклони. Між цими баричними утвореннями виникає високий градієнт тиску, а їх циркулярні особливості викликають різке зростання швидкостей руху повітряних потоків, які виносяться з Південного Казахстану та Середньої Азії. Винос сухого і прогрітого повітря приводить до формування посушливих і суховійних процесів, особливо в роки, коли загальні запаси вологи в ґрунті незначні.

В окремі роки на півдні області при цьому може спостерігатись швидке підсихання ґрунту на зораних ділянках, подрібнення, перекочування і видування його, особливо на навітряних схилах височин і відкритих ділянках плато.

Весняні приморозки, тобто зниження температури повітря чи поверхні ґрунту до 0° і нижче, припиняються наприкінці квітня, але в окремі роки спостерігаються ще й у другій половині травня.

Інтенсивні зниження температури поверхні ґрунту і повітря в квітні-травні найчастіше є наслідком вторгнень арктичних мас повітря після проходження групи циклонів.

Перехід середньої добової температури через 0° у бік зростання відбувається в середині березня. Через +5° температура по всій області переходить близько 10 квітня. Цей час вважають початком вегетаційного періоду, оскільки при цій температурі більшість рослин починають оживати після зими.

Для травня з його середньою температурою  повітря на півночі близько +14°, а на півдні - до 15° властивий в певній мірі літній режим: погода здебільшого сонячна, тепла, вітри слабкі і розвивається грозова діяльність, яка за народними прикметами характеризує початок справжнього літа.

Слід зазначити, що перші грози можуть спостерігатися на початку березня, як результат проходження по території області холодних фронтів після теплої погоди. За весну випадає опадів на півночі області  120-130 мм, а на півдні-100-110 мм. Від березня до травня суми опадів зростають і становлять у березні на півночі близько 30 мм, на півдні - 25-30 мм, у квітні на півночі – 40-45, а на півдні близько 40 мм, у травні на 10-15 мм більше, ніж у квітні. При значному підвищені температури повітря у квітні на 7-8о, незначному збільшенні кількості опадів і частими східними вітрами травень іноді буває посушливим, особливо на півдні і на сході області. Взагалі йому властива невелика хмарність і значне зниження відносної вологості, що спричиняє підвищене випаровування вологи з ґрунту і посилену транспірацію рослинністю. Випаровування призводить до висушування ґрунту, що шкідливо впливає на рослини, проте травневі дощі у деякій мірі підтримують належну вологість ґрунту.

На південному сході області час від часу в травні можуть виникати пилові бурі, які видувають верхні шари сухого ґрунту. Найчастіше вони бувають при сильних східних і південно-східних вітрах і наносять велику шкоду посівам. Зрозуміло, що такі загрозливі для сільського господарства явища бувають не щороку. Взагалі травень характеризується буйним розквітом рослинності.

Не можна не згадати того факту, що в окремі роки спостерігаються снігопади не тільки в березні-квітні, але й у травні.

Літо починається з кінця травня і закінчується на початку вересня. В середньому літній період достатньо теплий і вологий: середні місячні температури всіх літніх місяців перевищують 18°, за цей період випадає 200-250 мм опадів, тобто 40%  їх річної суми.

Влітку часто спостерігаються грози як внутрішньомасові, так і фронтальні, з інтенсивними зливовими дощами, коли за одну добу може випасти 100 мм опадів. Грози влітку найчастіше бувають в другій половині дня, особливо на півдні області. В середньому кожного літнього місяця спостерігаються 5-7 грозових днів. Дві-три грози на літо супроводжуються випаданням граду. Найбільш сухим і сонячним   місяцем є серпень,  коли   відроги азовського максимуму поширюються на Україну, сприяючи тривалій сонячній погоді. Але бувають роки, коли сонячна і суха погода панує протягом всього літа.

Важливим показником термічного режиму літа є відомості про температури ≥25°, коли в вегетації сільськогосподарських культур і в діяльності тваринних організмів наступає напружений стан. Влітку такі температури спостерігаються по всій області, причому в середньому бувають по 12-19 днів на місяць. Сумарна тривалість високих температур в середньому становить 60—80 год на місяць, а за теплий період вони можуть спостерігатись понад 250 год.

В окремі роки число днів з високими температурами і їх тривалість можуть змінюватись в широких межах. При антициклональній погоді число днів з такими температурами може досягати 25-30 за місяць, а сумарна тривалість їх досягає 180-200 год/місяць. У роки частих виходів циклонів ці показники відповідно зменшуються до 2-11 днів і 20-35 год/місяць.

Режим атмосферного зволоження влітку також в значній мірі залежить від циркуляційних процесів. Перевага антициклональної погоди викликає зменшення сум атмосферних опадів і, навпаки, панування циклонічної погоди супроводжується значними опадами. Ось чому в Києві місячні суми опадів в липні можуть коливатися від 12 до 200 мм.

Осінь. Перший місяць осені — вересень — на півдні області зазвичай сухий. Пізніше збільшується похмурість неба, частіше починають випадати облогові дощі. Хоч при цьому загальна кількість опадів не збільшується, а, навпаки, зменшується, через зниження температури повітря зменшується випаровування, і тому опади мають важливе значення для передзимового зволоження ґрунту і нагромадження в ньому вологи.