Пространственно-временные изменения атмосферного давления на территории Приволжского федерального округа за последние десятилетия

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2013. Вып. 4
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 551.5

Ю.П. Переведенцев, Т.Р. Аухадеев

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ 
НА ТЕРРИТОРИИ ПРИВОЛЖСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА ЗА ПОСЛЕДНИЕ 
ДЕСЯТИЛЕТИЯ

Рассматриваются пространственно-временные изменения и взаимосвязи в поле приземного атмосферного давления на территории Приволжского федерального округа по данным измерений на 183 метеостанций в период 
1966-2009 гг. Дана оценка периодическим (суточные и годовые колебания) и непериодическим изменениям 
давления, обусловленным циклонической деятельностью. Рассмотрены статистические связи между атмосферным давлением, температурой воздуха и облачностью в различные сезоны. Выявлена общая тенденция понижения давления в период 1966-2009 гг. на территории всего региона.

Ключевые слова: атмосферное давление, периодические и непериодические изменения, дисперсия, корреляционные связи, аномалии давления, тренд атмосферного давления.

Согласно определению из метеорологического словаря [1], атмосферное давление – это давле
ние, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность. В горизонтальном направлении атмосферное давление (АД) распределяется неравномерно (барическое поле), и это распределение всё время меняется. Согласно работе [2], поле давления на уровне моря –
одна из важнейших характеристик состояния и движения атмосферы. Это поле связано с направлением и скоростью ветра, а также с изменениями температуры и всех явлений погоды. Не исключается 
зависимость АД и от солнечной активности [3]. В трудах известных российских теоретиковметеорологов А.М. Обухова, И.А. Кибеля, А.С. Монина создана теория взаимодействия и адаптации 
полей атмосферного давления и скорости ветра как для баротропной, так и бароклинной атмосферы 
[4], используемая при разработке прогностических моделей погоды различной заблаговременности.

И если изучению изменений температурно-влажностного режима отдельных крупных регионов 

Северного полушария (включая Северное полушарие в целом) авторами статьи и их коллегами уделялось достаточно большое внимание [5-7], то динамике атмосферного давления – явно недостаточное. 
Цель данной статьи – восполнить этот пробел для территории Приволжского федерального округа 
(ПФО), при этом главное внимание уделено изучению изменчивости АД на различных временных 
масштабах и установлению пространственно-временных взаимосвязей в поле приземного давления.

Материалы и методы исследований

В качестве исходного материала использовались данные срочных измерений атмосферного 

давления, приведенных к уровню моря, на 183 станциях ПФО в период 1966-2009 гг. (фонд 
ВНИИГМИ-МЦД), что позволило изучать изменчивость АД на различных временных масштабах. 

Рассчитывались средние значения, средние квадратические отклонения σ и коэффициенты ва
риации cp. Для оценки связности во временных рядах строились автокорреляционные функции, оценивались междусуточные изменения АД, месячные аномалии.

Для характеристики пространственной изменчивости АД использовались параметр дисперсии и 

корреляционные связи между станциями.

Рассчитывались также коэффициенты наклона линейного тренда (КНЛТ) рядов АД, что позво
лило выявить в них тенденции долговременных изменений.

Все расчеты выполнялись с использованием известных статистических формул, представлен
ных в книгах [8; 9].

Результаты и их обсуждение

Распределение средних значений атмосферного давления на территории ПФО и его долго
периодные изменения. Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности все время меняется. Эти изменения имеют сложный характер, так как слагаются из периодической составляющей –
суточного хода и непериодических изменений, обусловленных циклонической деятельностью [10].

Пространственно-временные изменения атмосферного давления…
113

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
2013. Вып. 4

Рассмотрим вначале годовой ход и пространственное распределение АД с использованием 

многолетних средних месячных значений. Как видно из табл. 1 и рис. 1, наибольшие значения АД 
возникают на станциях в зимний период (до 1026 гПа), что обусловлено увеличением плотности воздуха в результате выхолаживания земной поверхности. Наименьшие значения отмечаются в летний 
период (1009-1012 гПа). Годовая амплитуда колебаний АД достигает 16-17 гПа. Следовательно, давление атмосферного воздуха на территории ПФО соответствует континентальному типу климата. 
При этом максимальная годовая амплитуда АД достигает 17,4 гПа на ст. Зерносовхоз «Озерный»
(Оренбургская обл.), минимальная – 6,0 гПа зафиксирована на ст. Лальск (Кировская обл.).

Таблица 1

Климатические нормы атмосферного давления (гПа) на территории ПФО

Месяцы
Станция

I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII

Ср-е 
за год

Лальск
1015,9 1017,2 1016,2 1015,3 1014,8 1011,2 1011,2 1012,4 1013,8 1013,1 1015,5 1013,9
1014,2

Ныроб
1017,0 1018,6 1017,3 1015,9 1014,0 1010,2 1010,1 1011,7 1013,4 1013,8 1016,9 1016,5
1014,6

Киров АМСГ
1017,4 1019,0 1018,3 1016,2 1014,8 1011,0 1010,9 1012,7 1014,6 1015,4 1017,7 1017,0
1015,4

Пермь
1018,7 1020,6 1019,9 1017,1 1014,5 1010,6 1010,1 1012,2 1014,7 1016,1 1019,3 1019,4
1016,1

Ижевск
1019,8 1021,1 1020,5 1017,7 1015,0 1011,1 1010,6 1012,8 1015,3 1017,0 1020,1 1019,8
1016,7

Н.Новгород, 
Мыза
1017,5 1019,1 1018,5 1016,2 1015,3 1011,6 1011,3 1013,3 1015,4 1016,8 1018,2 1017,3
1015,9

Чебоксары
1018,7 1020,2 1019,1 1017,1 1015,3 1011,2 1011,2 1013,1 1015,4 1017,0 1019,2 1018,3
1016,3

Казань ЦГМС
1019,3 1020,9 1020,3 1017,5 1015,6 1011,5 1010,9 1013,2 1015,8 1017,6 1020,1 1019,6
1016,9

Саранск
1019,7 1020,9 1019,9 1017,3 1015,7 1011,6 1011,5 1013,5 1016,1 1018,5 1020,3 1019,5
1017,0

Ульяновск
1018,8 1020,8 1020,8 1017,6 1015,6 1011,5 1011,1 1013,1 1015,9 1019,0 1021,1 1019,9
1017,1

Бугульма
1021,2 1022,3 1021,8 1018,3 1015,4 1011,3 1010,6 1013,1 1016,2 1018,7 1021,7 1021,2
1017,6

Улу-Теляк
1022,4 1023,3 1022,5 1018,7 1015,2 1011,1 1010,2 1012,9 1016,4 1019,0 1022,5 1023,1
1018,1

Учалы
1021,6 1021,7 1021,9 1019,2 1014,8 1010,8 1009,9 1012,5 1016,6 1019,1 1022,7 1022,9
1017,8

Пенза
1022,1 1023,2 1022,3 1018,7 1015,4 1011,1 1010,3 1013,0 1016,7 1019,0 1022,3 1022,8
1018,1

Самара
1021,6 1022,6 1021,9 1018,2 1015,8 1011,6 1010,9 1013,3 1016,6 1019,5 1022,1 1021,9
1018,0

Балашов
1020,9 1021,6 1020,8 1017,0 1015,7 1012,1 1011,5 1013,7 1016,8 1020,2 1021,5 1020,9
1017,7

Саратов
1021,4 1022,5 1021,6 1017,5 1015,8 1011,8 1011,1 1013,5 1016,9 1020,3 1022,1 1021,7
1018,0

Перелюб
1022,0 1022,5 1022,1 1018,0 1015,6 1011,2 1010,3 1012,9 1016,6 1020,1 1022,9 1022,5
1018,0

Оренбург
1024,1 1024,8 1023,7 1019,2 1015,9 1011,3 1010,2 1013,0 1017,4 1021,0 1024,5 1024,7
1019,2

Зерносовхоз
«Озерный»
1026,0 1026,6 1025,3 1019,9 1015,6 1010,8 1009,1 1012,5 1017,6 1021,4 1025,7 1026,1
1019,7

СРЕДНЕЕ
1020,3 1021,5 1020,7 1017,6 1015,3 1011,2 1010,7 1012,9 1015,9 1018,1 1020,8 1020,5
1017,1

МАКСИМУМ
1026,0 1026,6 1025,3 1019,9 1015,9 1012,1 1011,5 1013,7 1017,6 1021,4 1025,7 1026,1
1019,7

МИНИМУМ
1015,9 1017,2 1016,2 1015,3 1014,0 1010,2 1009,1 1011,7 1013,4 1013,1 1015,5 1013,9
1014,2

Разность

МАКСИМУМ–
МИНИМУМ

10,1
9,3
9,1
4,6
1,9
1,8
2,4
2,1
4,2
8,4
10,2
12,2
5,5

На рис. 1 представлен годовой ход величины атмосферного давления, осредненного по всей 

территории ПФО. Как видно из этого графика, в феврале достигается максимум давления
(1021,5 гПа), а в июле – минимум его (1010,7 гПа), годовая амплитуда АД составляет 10,8 гПа.

Пространственное распределение средних многолетних значений давления воздуха носит не
однородных характер – для холодного периода характерно повышенное давление на юго-востоке 
(влияние Сибирского антициклона) и низкое на северо-западе округа (циклоническая активность). В