4 апреля 2017 года в 15:00 в СПО ФГБУ «ГОИН» состоится очередное заседание Санкт-Петербургской секции ученого совета ФГБУ «ГОИН»... Далее

Главная / Балтийское море
 

Невские наводнения

Оценка вклада колебаний разных временных масштабов в формирование Невских наводнений


Е. А. Захарчук, Н. А. Тихонова (СПО ГУ «ГОИН»)


Согласно существующим представлениям, преобладающий вклад в формирование Невских наводнений вносят колебания с периодами от нескольких часов до нескольких суток, связанные с изменчивостью ветра и атмосферного давления в перемещающихся над акваторией Балтийского моря глубоких циклонах. Однако, специальных количественных оценок о соотношении вкладов колебаний разных временных масштабов в формирование Невских наводнений не проводилось. Чтобы восполнить этот пробел нами на основе методов статистического анализа были произведены оценки величин колебаний уровня в диапазонах разных временных масштабов на примере 25-летнего ряда ежечасных значений уровня в пункте Кронштадт.

Учитывая длину и дискретность ряда колебания уровня подразделялись, согласно классификации Монина на следующие временные диапазоны:

1. Многолетние колебания (временные масштабы от лет до сотен лет).

2. Сезонные колебания (периоды 1 год и кратные ему гармоники)

2. Синоптические возмущения (приливные и неприливные; периоды - от нескольких суток до месяцев)

3. Мезомасштабные колебания (приливные и неприливные; периоды - от часов до нескольких суток)

Вначале, с помощью программы гармонического анализа приливов по методу наименьших квадратов были получены предвычисленные ряды короткопериодных и долгопериодных приливов и оценены амплитуды и фазы различных составляющих приливов.

Затем с помощью фильтра Баттерворта из полученного остаточного ряда ежечасных значений уровня были исключены колебания с периодами более 2 суток, что позволило получить ряд неприливных мезомасштабных колебаний.

Также из полученного остаточного ряда, фильтром исключались колебания с периодами менее 2 суток, и более 120 суток. Таким образом, был получен ряд синоптических колебаний с исключенным долгопериодным приливом.

Для получения сезонных колебаний уровня исходные ежечасные ряды осреднялись до суток. Затем, с помощью нестационарного гармонического анализа выделялись гармонические колебания с периодами 1 год, 1/2 и 1/3 года с оценкой их амплитуд и фаз.

Для получения ряда многолетней изменчивости уровня было проведено годовое осреднение остаточного ряда среднесуточных значений уровня и по полученному ряду среднегодовых значений уровня оценивались максимальные величины межгодовых колебаний.

Результаты анализа показали, что наименьший вклад в формирование Невских наводнений оказывают долгопериодные и короткопериодные приливы. Превышения уровня над нулевым значением за счет приливов во время наводнений составляют не более 1-7 см (1 - 4%). Вклад многолетних колебаний может быть как положительный, так и отрицательный и варьировать от -12 до +16 см (-8 ? 10%). Вклад сезонных колебаний составляет от -13 до +58 см (-8?35%), синоптических - 5 - 68 см (2-42%). Наибольший вклад в формирование наводнений приходится на мезомасштабные колебания: от 36 до 115 см (22-58%).

На рис. 1 показаны соотношения отклонений уровня от нулевого значения в колебаниях разных временных масштабов в период Невских наводнений.

2222

Рис. 1. Соотношение отклонений уровня от нулевого значения в колебаниях разных временных масштабов в период Невских наводнений

Хорошо видно, что соотношения вкладов колебаний разных временных масштабов в формирование Невских колебаний могут очень значительно различаться в зависимости от года. Так, например, осенью 1990 г. и зимой 2000 г. доминирующий вклад в Невские наводнения оказывали мезомасштабные колебания, в то время как вклад колебаний других временных масштабов был незначителен. И, наоборот, осенью 1983 г., зимой 1993 г. и осенью 2001 г. и зимой 2002 г. вклады мезомасштабных, синоптических и сезонных колебаний были близкими по значениям.