2.2. Метеорологические нагрузки на сооружения
Под метеорологическими нагрузками на сооружения в настоящем разделе работы понимаются нагрузки, которые описываются климатическими данными, входящими в расчетные формулы для определения прочностных свойств изделия.
К ним относятся сведения о скорости ветра и весе гололедно-изморозевых отложений и снежного покрова различной вероятности. Как известно, эти данные приводятся в Строительных нормах и правилах [23]. В этой работе приводятся данные, которые были получены в ГГО в процессе выполнения исследований для СНиП, а также новые материалы, полученные по наблюдениям и исследованиям последних лет. Так, новые значения расчетных скоростей ветра получены по наблюдениям 1970— 1972 гг. Работа выполнена в ГМО УГМС под руководством ГГО. Значительный интерес для практики представляют данные о сильных снегопадах, позволяющие оценить кратковременные, но существенные снеговые нагрузки, особый учет которых во многих случаях необходим при расчетах прочности сооружений. Более точными являются также приведенные в этом разделе данные по весу снежного покрова, вычисленные по запасам воды в снеге и представленные в виде вероятностных характеристик.По всем перечисленным выше расчетным параметрам в работе приведены карты районирования из СНиП не только для описываемых здесь экономических районов, но и для всего Советского Союза. Это сделано для того, чтобы можно было при необходимости сравнить условия в различных районах Советского Союза с условиями Восточной Сибири и Дальнего Востока.
В ряде расчетов используются данные о средней температуре января и июля, сведения о которых приведены в другом разделе работы.
Расчетные значения скорости ветра, веса снежного покрова и гололеда приводятся в табл. 55—59.
Ветровые нагрузки
Действие ветра на сооружения определяет нагрузку, размер которой зависит от скорости ветра и погрешности ее измерения.
Значение скорости определяется условиями местоположения прибора, измеряющего ветер. В основу исследований ветрового режима на территории СССР положены наблюдения по флюгеру, измеряющему среднюю за 2 мин скорость ветра. Конструктивные особенности флюгера таковы, что точность измеренной им скорости ветра различна и меняется в зависимости от ее значения. Как известно, флюгер с легкой доской измеряет скорости ветра до 20 м/с, а с тяжелой доской—до 40 м/с. Наименее точно определяются скорости ветра в пределах 16—40 м/с.Ошибки в определении больших скоростей ветра по флюгеру с тяжелой доской могут достигать 4—6 м/с.
Исходным материалом для исследования режима скоростей ветра в настоящей работе послужили наблюдения за период с 1936 по 1965 г., т. е. за период 4-срочных наблюдений. Новые данные о ветре с 1966 г., когда на всей сети метеорологических станций были введены 8-срочные наблюдения, в работе не используются, так как их период еще недостаточен для получения достоверных значений.
Ограниченное количество измеренных на метеорологических станциях значений скоростей ветра приводит к тому, что не представляется возможным оценить те скорости ветра, действию которых подвергаются сооружения в течение длительного ряда лет. Поэтому возникла необходимость в методике обработки наблюдений за ветром, позволяющей произвести сглаживание и экстраполяцию той части кривой распределения ветра, которая не обеспечена наблюдениями.
При составлении Справочника по климату СССР была использована формула, предложенная Л. С. Гандиным. Результаты этих расчетов использованы в СНиП.
получены скорости ветра различной вероятности и произведено районирование по этим скоростям (рис. 14). Особенности распределения скоростей ветра различной вероятности будут обсуждены ниже. Сейчас только отметим, что данные о вероятности различных скоростей ветра опубликованы в Справочниках по климату СССР. При использовании данных о скоростях ветра необходимо учитывать особенности местоположения метеорологической станции, для которой они приведены.
В качестве примера рассмотрим скорости ветра для нескольких пунктов, расположенных практически в одном ветровом районе, но в различных условиях рельефа. Так, например, ветер скоростью 20 м/с и более в долинах рек Охотского побережья возможен один раз в 10 лет, в Охотске 2—3 раза в год, а в бухте Мелководной 20—25 раз в год.Для оценки местоположения станции используется классификация, позволяющая оценивать его особенности с определенным приближением. Если по этой же классификации исследовать особенности местоположения пункта строительства, то использование расчетных скоростей ветра или выбор ветровой нагрузки будет более обоснованным. В табл. 51 приведена классификация местоположения флюгера, использованная при подготовке Справочника по климату СССР.
Оценка местоположения флюгера дает возможность исследовать изменения скоростей ветра в пространстве, что очень важно знать при выборе расчетных скоростей ветра для проектирования различных сооружений. Оценка степени открытости станций приведена в Справочнике по климату СССР [29].
Карта районирования по скоростям ветра различной вероятности, представленная на рис. 14, явилась основой для карты скоростного напора ветра, помещенной в Строительных нормах и правилах [23]. При районировании в один и тот же район были включены станции, скорости ветра на которых незначительно (1—2 м/с) отклонялись от значения, принятого для района. В табл. 52 приведены скорости ветра различной вероятности по выделенным районам.
Метод, примененный для получения расчетных скоростей ветра для Справочника по климату СССР и СНиП, основан на том, что при экстраполяции использована вся кривая распределения скоростей ветра. Во многих работах для определения расчетных скоростей ветра используются лишь месячные максимумы скоростей. С. Д. Кошинский показал ошибочность такого подхода и очень обстоятельно обосновал справедливость применения предложенного здесь метода выбора расчетных скоростей ветра.
Поэтому при необходимости получения новых данных следует пользоваться описанным выше методом.
Остановимся на особенностях распределения скоростей ветра различной вероятности в исследуемых экономических районах.
В верхнем течении р.
Енисея, по склонам возвышенностей и в широких частях долины скорости ветра, возможные один раз в 20 лет, составляют 30—35 м/с. Наряду с этим в сужениях речной долины, в защищенных от ветра местах скорости невелики (22—23 м/с). На открытых возвышенностях Алтая и Восточных Саян ежегодно возможны ветры до 50 м/с. Район оз. Байкал и верхнее течение р. Шилки отнесены к III району, где один раз в 20 лет возможны скорости ветра 33 м/с. Здесь, как и в других горных местностях, в защищенных местах, в узких долинах и глубоких котловинах скорости ветра будут на 8—10 м/с меньше скорости, принятой для района. Особый интерес представляет распределение скоростей ветра на берегах Байкала. У истока р. Ангары скорости ветра значительны и достигают 33—35 м/с. В узкой прибрежной полосе Байкала, где возвышенности подходят к самому берегу, скорости ветра также очень велики (34—35 м/с). В районе ст. Сарма наблюдаются сильные ветры, достигающие ежегодно 50 м/с и более. По данным ст. Большой Ушканий остров, скорости ветра в некотором отделении от берега достигают 40—43 м/с. В юго-западной части Байкала, в закрытых долинах скорости ветра относительно невелики и не превышают 23—25 м/с. В долинах рек Верхней Ангары и Баргузина скорости ветра достигают 28—30 м/с.Представляет интерес особо рассмотреть ветровой режим горных районов. Горные районы Восточной Сибири характеризуются сложным рельефом, значительной высотой и протяженностью горных систем, а также глубокими долинами многочисленных рек. В долине Лены, на участке от устья примерно до впадения Вилюя, а также на западных склонах и на вершинах Верхоянского хребта скорости ветра значительно больше, чем в долинах рек Среднесибирского плоскогорья и горах правобережья Лены. Скорости ветра здесь достигают 35—40 м/с (IV район).
Восточный склон Верхоянского хребта отнесен к III району. По данным ст. Сюрен-Кюэль, расположенной на высоте 739 м в условиях средней защищенности, скорости ветра достигают 31 м/с, а на ст. Батагай-Алыта (465 м), расположенной в защищенных условиях, — 25 м/с (один раз в 20 лет).
По мере продвижения на восток скорости ветра уменьшаются и уже долина Яны относится к V району, который простирается на юг до среднего течения Алдана и на запад до Вилюйска. На севере, по мере выхода рек в более широкие долины, скорости ветра возрастают. Западные склоны хребта Черского отнесены ко II району, а вершины — к III району. Верхнее течение Колымы и прилегающие предгорные районы, на которые не распространяется влияние циклонов, проходящих по северу и югу, характеризуются небольшими скоростями ветра (I район), что подтверждают данные наблюдений на ряде станций, расположенных в этом районе.Обширная территория восточнее р. Колымы расчленена хребтами, расположение которых оказывает большое влияние на ветровой режим. Изменение скорости ветра здесь, как и в любом горном районе, необходимо рассматривать в зависимости от условий местоположения: во-первых, скорости ветра в долинах рек и понижениях рельефа по сравнению с принятыми по районам на 3—4 м/с меньше; во-вторых, на высотах более 300—400 м над дном долины в открытых условиях скорости соответствуют скоростям на карте, в защищенных условиях, на этих же высотах скорости будут такими же, как в долинах. На открытых возвышенностях до высот 1500—2000 м и в верхних частях склонов скорости ветра на 5—6 м/с больше, чем принятые. Восточный и южный склоны Колымского хребта и далее северо-восток и север исследуемой территории до побережья входят в IV район (скорости до 38 м/с), в этот же район входит территория вдоль северного склона хребта Джугджур, которая ограничивает внутреннюю часть Восточной Сибири, где под воздействием воздушных масс, переваливающих через хребты, возникают большие скорости ветра. Большие скорости ветра на склонах хребтов такие же, как на побережьях; это подтверждают наблюдения на некоторых станциях (Бутугычаг, Сунтар-Хаята и др.).
Следует несколько подробнее остановиться на ветровом режиме арктического побережья. Сложные условия рельефа и особенности циркуляции обусловливают здесь большое разнообразие в распределении скоростей ветра [3].
Так, на ст. Бухта Тикси скорости ветра достигают 45—50 м/с, на ст. Остров Муостах 50 м/с. На ст. Бухта Амбарчик, расположенной в сложных орографических условиях, скорости ветра достигают 40—43 м/с. Под влиянием береговой линии и возвышенностей в районе этой станции часты юго-западные ветры, являющиеся наиболее сильными.Наибольшие скорости ветра в Арктике оказались на ст. Певек, находящейся у подножья возвышенности высотой около 600 м. В этом месте с горы обрушивается сильный поток воздуха, который внизу приобретает очень большие скорости (один раз в 20 лет больше 80 м/с). Этот ветер известен под названием южак. Наблюдается он лишь в Певеке и на расстоянии нескольких десятков километров уже почти не ощущается. Так, на ст. Апаппельхино, расположенной в сравнительно открытых, незащищенных условиях в 20 км от Певека и в 15—20 км от возвышенностей, расчетные скорости ветра один раз в 20 лет составляет 44 м/с, т. е. почти в два раза меньше, чем в Певеке.
Южак в Певеке часто возникает после затишья и может продолжаться несколько суток. В табл. 53 для сравнения приведены наблюдения за скоростью и направлением ветра на отдельных станциях с 25 по 29 января 1950 г. Температура воздуха в Певеке во время этого шторма изменилась от —24,6° С в 13 ч 25 января до —1,2° С в 19 ч 26 января, а 27 и 28 января не опускалась ниже —3,2° С. Такие изменения температуры воздуха очень характерны для южака.
На ст. Остров Врангеля зимой и в переходные сезоны преобладают ветры северных румбов. Они обусловлены влиянием горных цепей и долин, которые в районе станции ориентированы с севера на юг. Наибольшие скорости ветра здесь наблюдаются при северных ветрах и достигают 55—60 м/с.
На метеорологической станции Залив Креста (Эгвекинот) возможны скорости ветра до 56—58 м/с, обусловленные окружающими станцию возвышенностями и характером береговой линии. В районе мыса Наварин наибольшие скорости достигают 50—55 м/с. Зимой и в переходные сезоны наиболее вероятны северо-восточные ветры. Усиление ветра, очевидно, связано с наличием гор, с которых происходит опускание воздушного потока.
Особенности местоположения станций в сочетании с циркуляционными процессами приводят к тому, что во многих районах Арктики наблюдаются местные усиления ветра, характерные для данного пункта. При определении расчетных скоростей ветра для высотных сооружений следует иметь в виду, что большие скорости у поверхности земли в условиях арктических станций далеко не всегда будут соответствовать значительным усилениям ветра на высотах. Поэтому расчет вертикального профиля ветра здесь требует постановки специальных исследований.
Выше были рассмотрены особенности распределения расчётных скоростей ветра в центральной и северо-восточной части Восточной Сибири. Остановимся далее на особенностях ветрового режима на остальной исследуемой территории.
Особенностью Забайкальского горного района является общая значительная приподнятость всей его территории более чем на 400 м. Ветровой режим складывается под воздействием циркуляции и очень сложного рельефа. На большей части Забайкалья преобладающими являются ветры северного, северо-западного и западного направлений. Зимой в 60—70% времени наблюдаются штили и слабые (до 2 м/с) ветры. Усиление ветра наступает в марте—апреле, в это время скорости даже в защищенных условиях могут составлять 20 м/с и более. Расчетные скорости ветра в Забайкалье колеблются от 18—20 м/с в защищенных долинах и котловинах до 35—40 м/с на возвышенностях. В зависимости от ширины и открытости долин меняются скорости ветра. Так, в долине Шилки скорости, возможные один раз в 20 лет изменяются от 20—25 м/с (Покровка, Усть-Кара) до 35—45 м/с (Агинское, Акша). Как и в других горных системах, высота станций в Забайкалье не определяет скорости ветра (табл. 54).
В долинах рек Ингоды и Хилок скорости ветра достигают 25—27 м/с (II район). Они характерны лишь для условий долин. Возвышенности, окружающие станции, превышают их на 150— 200 м. На этих возвышенностях в пределах 200—500 м скорости составляют 30—35 м/с (III район). Сравнение наблюденных и рассчитанных скоростей ветра для станций, расположенных в различных условиях защищенности на высотах 1000—1500 м, показало, что для станций, находящихся в открытых условиях местоположения, на этой высоте следует ожидать скоростей ветра, характерных для IV района (до 35—37 м/с) один раз в 20 лет.
Данные ст. Усойский Хребет, расположенной на открытой возвышенности, показывают, что для аналогичных условий на высотах больше 1500 м следует ожидать увеличение ветра до 40 м/с и более, т. е. до расчетных скоростей ветра V района. В широких долинах, расположенных у подножия Станового хребта, скорости ветра следует принимать по III ветровому району. 130
Приморский край представляет собой преимущественно горный район. Горные массивы, расположенные по левому берегу Амура, — хребты Буреинский, Баджальский, Турана и Джугдыр, освещены данными наблюдений станций, расположенных в долинах, и для открытых возвышенностей горных систем скорости могут быть оценены лишь ориентировочно (IV—V район). В нижнем течении Амура и прилегающих районах на открытых местах скорости ветра достигают 35—40 м/с (IV район). Такие же скорости характерны и для более возвышенной части Приморского края—до высот 1400—1500 м. На открытых возвышенностях хребтов возможны скорости до 45 м/с.
Большие сложности возникают при оценке скоростей ветра на Сихотэ-Алине. Анализ имеющегося материала позволил отнести наиболее высокую его часть в VII район (скорости ветра один раз в 20 лет 53 м/с). На открытых возвышенностях, лишенных леса, скорости могут увеличиваться до 55—60 м/с. Так, по данным ст. Высота (1500 м) скорости здесь достигают 64 м/с. Большая часть восточного склона Сихотэ-Алиня с высотами 1200—1500 м отнесена к V району (скорости до 42—53 м/с). Восточный склон Сихотэ-Алиня крутой и обрывистый. Скорости ветра на близко расположенных станциях различаются на 5—10 м/с. Для условий открытого побережья можно считать характерными скорости ветра 50—55 м/с (VII район). На ряде станций (Сюркум, Сосуново, Аскольдовский Маяк) скорости достигают 60—70 м/с, что объясняется особенностями местоположения. На некоторых прибрежных станциях (Ольга, Валентин и др.) скорости ветра намного меньше. На склонах Сихотэ-Алиня, обращенных к морю, скорости ветра могут достигать 45—50 м/с.
Остановимся на особенностях ветрового режима о. Сахалин. Вытянутость острова с севера на юг и Западно-Сахалинские и Восточно-Сахалинские горы создают большое разнообразие в расчетных скоростях ветра. На северной оконечности острова . в районе Охи скорости ветра достигают 53—55 м/с, что обусловлено особенностями местоположения и открытостью морским ветрам. По побережью в более южной части острова скорости ветра несколько уменьшаются, до 40—45 м/с, а в наиболее широкой части — до 35—38 м/с. На открытых мысах у южной оконечности острова скорости ветра вновь возрастают до 55—58 м/с, а на открытых возвышенностях Сахалинских гор — до 45—50 м/с, последнее, по-видимому, является средней оценкой их возможного возрастания. Косвенным подтверждением возрастания скоростей на возвышенностях может служить то, что при сильных штормах практически одинаковые скорости ветра наблюдаются одновременно на обоих побережьях. Внутренняя часть Сахалина по скоростям ветра относится к III району.
В заключение остановимся на распределении расчетных скоростей ветра на Камчатке. Полуостров Камчатка вытянут с северо-востока на юго-запад на 1600 км и в этом же направлении располагаются горные массивы с высотами 2000—2500 м и выше. На побережьях Камчатки в открытых незащищенных условиях скорости ветра один раз в 20 лет достигают 45—56 м/с. Наибольшие скорости наблюдаются на ст. Мыс Лопатка (56 м/с). Анализ материалов наблюдений станций, расположенных на относительно небольших высотах (Начики 317 м), показал, что скорости ветра на Камчатке с высотой должны возрастать. Это позволило отнести Срединный хребет и горы юго-восточной части Камчатки к VI району расчетных скоростей ветра (45—50 м/с), а отдельные возвышенности высотой 2000 м и более с вероятным возрастанием скоростей до 55 м/с — к VII району. В то же время в глубоких долинах Камчатки скорости ветра понижаются до скоростей II—III района.
Рассмотренные выше особенности распределения расчетных скоростей ветра позволяют выбрать нагрузку на сооружения по достаточно обоснованным данным.
В СНиП принята скорость ветра, возможная один раз в 5 лет. В некоторых технических условиях и других нормирующих документах приняты скорости ветра, возможные один раз в 10—15 и даже 20 лет. В табл. 55 приведены соответствующие данные по большому числу пунктов исследуемого района.
Значения коэффициентов, входящих в расчетные формулы, выбирают в соответствии с рекомендациями СНиП.
ризонтальнои поверхности. Для горных местностей, а также для пунктов, расположенных на высоте более 2000 м над ур. м., вес снежного покрова Р0 устанавливается на основании данных о запасе воды в слое по результатам снегомерных съемок на защищенных от ветра участках, как среднее из максимальных ежегодных значений за многолетний период, но не менее 70 кг/м2.
Как видно из рис. 15, в исследуемых районах вес снежного покрова достигает больших значений, и лишь в южной части Забайкалья и в части Хабаровского края его вес невелик и составляет 50—70 кг/м2.
Распределение снежного покрова на рассматриваемой территории отличается значительным разнообразием. В долине Енисея и западной части Среднесибирского плоскогорья его вес достигает 150—200 кг/м2 (IV—V районы) и уменьшается по направлению к югу и востоку до 100 кг/м2 (III район). Район III занимает обширные пространства Восточной Сибири и переходит на юге в районы с небольшим весом снежного покрова — в районы I и II. Масштаб карты не позволяет в ряде случаев более детально показать изменения веса снежного покрова, залегание которого в значительной мере определяется формой рельефа и высотой. В долине р. Абакан и в Минусинской котловине высота снежного покрова невелика и вес его колеблется в пределах 60—70 кг/м2. В Предбайкалье и Забайкалье также наблюдается уменьшение веса снежного покрова, которое особенно существенно в Забайкалье (I район). Однако влияние высоты местности здесь весьма существенно может сказаться на величине снеговой нагрузки; судя по запасам воды в снеге [21], она увеличивается и это увеличение прослеживается до высот предгольцовой зоны. В Забайкалье, как указывалось выше, наиболее малоснежными являются юго-восточные и восточные степные и лесостепные районы. Далее к северу запасы воды, а следовательно, и нагрузки, возрастают. В бассейнах рек Амура, Зеи и Бурей увеличение веса снежного покрова наблюдается в предгорьях и в южной части хребтов Сихотэ-Алиня. Запасы воды в снеге здесь в 50% зим достигают 80 мм, а в 10% 140—160 мм.
На севере и северо-востоке исследуемой территории запасы воды в снеге возрастают: на побережье за счет большой плотности снега, а в горных районах за счет увеличения его высоты.
Наибольшей высотой снежного покрова характеризуется Камчатка, особенно ее восточное побережье, где в 50% зим запасы воды в снеге достигают 300 мм, а в 10% —400 мм. В горных районах Камчатки следует ожидать еще больших запасов, что подтверждают данные ст. Начики (Р50% = 560 мм).
Как указывалось выше, использованные в СНиП данные о весе снежного покрова были рассчитаны по среднему значению плотности снега. Однако новые данные о плотности, полученные на основании наблюдений значительного числа станций [24], показали, что в ряде районов может быть произведено уточнение веса снежного покрова. Так, например, на Камчатке плотность изменяется от 0,26 г/см3 на западном побережье до 0,36 г/см3 на восточном, вместо принятых 0,22—0,23 г/см3 в СНиП. Следовательно, на основании этих данных можно произвести уточнение расчетных параметров. Кроме того, максимальный вес снега за каждый год можно уточнить, используя данные о запасе воды в снеге. Пересчет от запасов воды к весу весьма прост, так как запас воды, выраженный в миллиметрах, соответствует весу в кг/м2. По этим данным был определен вес снежного покрова различной вероятности и предложено новое, более точное районирование [21], которое можно рекомендовать для использования в практике. В табл. 57 приведены значения Р20% с вероятностью один раз в 5 лет для различных районов, а на рис. 16 показано уточненное районирование.
Из рисунка видно, что увеличились расчетные значения веса снежного покрова в долине Енисея (появился VI район) и на Камчатке. Так, в долине Камчатки максимальный вес снежного покрова за весь период наблюдений достигает 350 кг/м2, а на восточном побережье и в горах— 500—800 кг/м2. На основании этих данных уточнено районирование Камчатки.
Уточнены также значения снеговой нагрузки в долине Лены (IV район) и на побережье Охотского моря, где они оказались также значительно больше (V район вместо IV) Вместе с тем меньше оказался вес снежного покрова в Забайкалье, менее 50 кг/м2, что, вероятно, весьма существенно скажется на конструкциях зданий.
В заключение отметим, что приведенные в табл. 56 и 57 данные о весе снежного покрова следует использовать при выборе снеговой нагрузки на сооружения [14].
Гололедные нагрузки
Для инженерных сооружений, эксплуатируемых в природных условиях, особое значение имеет правильный учет нагрузки, возникающей от гололедно-изморозевых отложений. Гололедные нагрузки определяются по СНиП [23] и учитываются при проектировании воздушных линий электропередачи и связи, контактных сетей электрифицированного транспорта, антенно-мачтовых устройств и подобных сооружений.
Толщины стенок гололеда для различных районов территории СССР приведены в табл. 58, а распределение районов дано на рис. 17.
Согласно карте устанавливается, в какой район входит исследуемая станция, а по таблице определяется расчетное значение стенки гололеда в этом районе, которое переводится в вес гололеда и используется при определении нагрузки.
Как показали исследования, в многих районах СССР наблюдается сочетание значительных скоростей ветра с большим весом отложений гололеда. В таких случаях нагрузка на сооружения значительно возрастает и требуется специальный расчет для того, чтобы сооружение выдержало эту двойную нагрузку.
Районы Восточной Сибири и Дальнего Востока (рис. 17а и 17б) отличаются сложным характером распределения гололедно-изморозевых отложений. Обширная территория горных районов мало освещена непосредственными наблюдениями, и из общих соображений здесь следует ожидать увеличения гололедности. Наблюдения на отдельных вершинах подтверждают эту особенность. Территория между Енисеем и Леной, кроме северных побережий, характеризуется незначительным количеством гололеда (I район). На побережье интенсивность гололеда несколько возрастает и гололедные нагрузки следует принимать по II району, а на побережье Таймыра — по III району. В этих районах значительную повторяемость имеет изморозь.
Анализ данных наблюдений за гололедом на территории восточнее Лены, на Дальнем Востоке, Сахалине и Камчатке показал следующее. На всей этой территории в закрытых долинах, котловинах и ущельях, а также на низменностях и защищенных побережьях гололедные отложения обычно не превышают значений, характерных для I района. В предгорьях Северо-Востока СССР, на Нижнеамурской, Приханкайской и Уссурийской низменностях, на Сахалине и Камчатке (на западных побережьях и в открытых горных долинах и предгорьях) отмечаются значения II района. III район гололедности характерен для открытых долин наветренных склонов до высоты 100—500 м, а на Сахалине— для северо-восточной части острова, устья р. Поронай и части открытых побережий. Мысы, наветренные склоны на высотах 1000—1500 м и побережья морей можно приурочить к IV району. Особый район гололедности на Северо-Востоке СССР представляют побережье Восточно-Сибирского и Охотского морей, а на Сахалине и Камчатке — мысы южного и восточного побережий и район Петропавловска-Камчатского. Для Сахалина и Камчатки характерно обильное выпадение мокрого снега, вес которого достигает нескольких килограммов на 1 пог. м. При выборе расчетных данных по карте следует проводить уточнения по имеющимся наблюдениям, а также использовать материалы экспериментальных наблюдений или ставить дополнительные исследования в районах со сложным рельефом, где можно ожидать существенного изменения расчетных значений на небольших расстояниях, свидетельствующего о микроклиматических особенностях образования гололеда.
Характеристики сильных снегопадов
На рассматриваемой нами территории Восточной Сибири в силу большого разнообразия природных, географических и климатических условий наблюдается значительная изменчивость климатических характеристик.
Одной из интересных и сравнительно малоизученных характеристик снежного покрова являются снегопады вообще и, в частности, сильные снегопады. За сильный снегопад в настоящей работе были приняты такие снегопады, когда прирост высоты снежного покрова у рейки в течение суток составлял не менее 10 см. Для малоснежных районов (Прибайкалье, Забайкалье), где такие снегопады — явление редкое, были проанализированы ежегодные максимумы прироста снега за сутки, не зависимо от высоты выпавшего одновременно снега.
На территории Восточной Сибири и Дальнего Востока диапазон изменений суммарного числа сильных снегопадов за период 1936—1970 гг. очень велик: от 426 случаев на Камчатке до 4—5 случаев в Забайкалье [20].
В Красноярском крае, с продолжительной и снежной зимой, период, когда возможны такие снегопады, составляет 8—9 месяцев. Наибольшая их вероятность приходится на осенне-весенние месяцы: октябрь—ноябрь и апрель. Число их по территории сильно изменяется — от 15 случаев в год в горах Западного Саяна до 0,5 случая в сухой и малоснежной Минусинской котловине.
Сильные снегопады наиболее часты в северных районах края. Так, в Норильске отмечено (табл. 59) 2,8 сильных снегопада в среднем за год. К югу число их уменьшается (в Красноярске 1,5 случая за зиму). На Среднесибирском плоскогорье, в центральной и южной частях территории сильные снегопады наблюдаются не ежегодно. Из табл. 59 видно, что сильные снегопады на ст. Агата в среднем за год отмечаются 0,7 раза, а на ст. Минусинск, опытное поле, за 35 лет таких снегопадов было всего 16, т. е. в среднем 0,5 случая за зиму.
Самые частые и обильные снегопады бывают в районах с высоким снежным покровом и большим количеством осадков. В горах Западного Саяна, на ст. Оленья Речка, расположенной на высоте 1400 м над ур. м., в среднем за зиму бывает 15 случаев снегопадов, увеличивающих высоту снежного покрова более чем на 10 см.
В Прибайкалье снегопады, за счет которых высота снежного покрова за сутки увеличивается более чем на 10 см,— явление редкое. На севере территории (Наканно) за 30 лет было отмечено всего 6 таких снегопадов. Немногим больше их повторяемость и на остальной территории: Киренск—15 случаев, Братск —8. В среднем их повторяемость по территории Прибайкалья составляет 1—3 случая в год. Исключение составляют высокогорные районы Восточного Саяна, однако данных по этим районам пока еще не имеется. Наибольшая повторяемость сильных снегопадов приходится на осень и весну (табл. 60).
В Забайкалье, отличающемся сухой и бесснежной зимой, четко выделяются два периода, когда такие снегопады, хотя и крайне редко, возможны: октябрь—ноябрь и март — апрель-Число их по территории Забайкалья невелико — за весь рассмотренный период (30 лет) их максимум составил 5—10 случаев, т. е. в среднем один снегопад в 3—5 лет; а в юго-восточных и юго-западных районах (Нерчинск) один раз в 7—8 лет (табл. 61). В Чите, например, не было ни одного случая сильного снегопада.
В Якутии число сильных снегопадов также очень невелико — за последние 30—35 лет в различных районах было отмечено от 5 до 10 случаев, т. е. один снегопад в 3—6 лет. Наиболее часты они в долинах р. Лены: Витим —11 случаев, Кюсюр—10 случаев. Так как число снегопадов невелико, то четко выраженного максимума они не имеют — практически снегопады равновероятны во все осенние месяцы— (с сентября по ноябрь) и весенне-летние месяцы (с апреля по июль).Таким образом, только два летних месяца свободны от значительных снегопадов (табл. 60).
На Колыме сильные снегопады возможны с сентября по май, однако наиболее вероятны они с октября по январь. Почти повсеместно максимум снегопадов приходится на ноябрь; во внутренних областях в некоторых случаях он смещается на октябрь, а на северном побережье (ст. Залив Креста и Лаврентия) — даже на январь. Имеется и второй, весенний максимум повторяемости снегопадов, приходящийся на март—апрель, однако он значительно слабее- Наиболее часты снегопады в прибрежной зоне Берингова и Охотского морей. Так, на ст. Залив Креста отмечено более 100 случаев снегопадов за 25-летний период, т. е. более 4 случаев в год; на ст. Нагаево—115 случаев, примерно 6 снегопадов в год. Во внутренних районах Колымы (Кегали, Аркагала, Сеймчан) число снегопадов резко сокращается и в год можно ожидать примерно один случай сильного снегопада (табл. 60).
В зимний период сильные снегопады — нередкое явление на территории Хабаровского края и в Амурской области и Приморье. Особенно часто они наблюдаются в районах, прилегающих к Охотскому и Японскому морям, так как в зимний период над дальневосточными морями усиливается циклоническая деятельность. Выход циклонов сопровождается интенсивным выносом масс теплого влажного воздуха с Тихого океана, поэтому снегопады обильны и продолжительны.
На большей части Хабаровского и Приморского краев сильные снегопады наблюдаются с октября по май. Наибольшая их повторяемость в южных районах Хабаровского края и Приморья отмечается в переходные периоды (октябрь — ноябрь, март — апрель). В январе — феврале в этих районах сильные снегопады редки. Прибрежные районы характеризуются большой повторяемостью сильных снегопадов в течение всего зимнего и весенне-осеннего периодов. За период 1936—1970 гг. на побережье Японского и Охотского морей и Татарского пролива, а также в низовье Амура было отмечено более 140 случаев сильных снегопадов, прирост высоты снежного покрова за сутки составил 10 см и более. В континентальных районах и на юге Приморья число сильных снегопадов за этот же период уменьшается до 33—22 (табл. 60).
Как видно из приведенных данных, максимум снегопадов на территории Хабаровского края и Приморья приходится на ноябрь, а в прибрежных районах (Николаевск-на-Амуре, Советская Гавань) — на декабрь. Имеется и второй максимум в весенние месяцы — в марте — апреле. Однако в континентальных юго-западных районах, где число снегопадов невелико, они возможны практически во всю холодную половину года. В среднем за год число снегопадов по территории, естественно, сильно меняется, от 4—5 снегопадов в год на побережье Охотского и Японского морей до одного случая в 3—5 лет на востоке и юго-западе Хабаровского края. Следует отметить, что снегопады сравнительно часты в южной части Приморья (Владивосток), где они обусловлены активной циклонической деятельностью. Это представляет значительную опасность для народного хозяйства.
Сахалин в зимнее время характеризуется большим количеством осадков, поэтому здесь велико число дней со снегом вообще и сильными снегопадами в частности. Снегопады наблюдаются с октября по май, причем их основной максимум приходится на ноябрь — декабрь и вторичный — на март. Наиболее вероятны сильные снегопады в долине р. Поронай (Долинск, Адо-Тымово), где за 30 лет было отмечено 249 случаев сильных снегопадов или более 8 снегопадов в год (табл. 60).
В южной части острова в год можно ожидать 4 таких снегопада (Ильинский), в северной и западной (Оха, Погиби) —примерно 2 случая в год.
На Сахалине сравнительно часты снегопады, которые дают увеличение высоты снежного покрова за сутки более чем на 20 см (Оха — 20 случаев, Адо-Тымово—37 случаев, Погиби — 29 случаев), а в Долинске ежегодно возможны снегопады, дающие прирост высоты снега за сутки более 10 см-
Камчатка характеризуется значительно большим количеством зимних осадков, чем Сахалин. Снегопады наблюдаются с сентября по июнь, причем имеется четко выраженный максимум повторяемости сильных снегопадов, который приходится на ноябрь или декабрь. Вторичный, весенний (в марте— апреле) максимум выражен значительно слабее (табл. 60). Например, на ст. Усть-Воямполка, Октябрьская, а в некоторых районах, в частности в долине р. Камчатки, наблюдается только один мак-сумум (Мильково, Козыревский совхоз).
По степени увлажнения в зимний период западное и восточное побережья Камчатки сильно различаются. В северной части западного побережья за рассмотренный период наблюдалось 70—-115 случаев сильного снегопада (Соболево), т. е. в год возможны 3—4 сильных снегопада. К югу их число возрастает и достигает 200, т. е. в год уже можно ожидать 5—6 сильных снегопадов. На восточном побережье, в центральной его части эта цифра удваивается, и в год бывает до 12 дней с сильным снегопадом. Наиболее многоснежной является нижняя часть долины р. Камчатки —там отмечено 426 случаев снегопада за 30 лет или более 14 снегопадов в год.
Количество снега, которое может выпасть за сутки, в зависимости от района и физико-географических условий сильно меняется. В Красноярском крае максимум прироста снега за сутки в среднем не очень велик, 20—30 см, однако в горных районах (Оленья Речка) за сутки может выпасть более 90 см. В среднем по этой территории суточный максимум составляет 14— 15 см. При этом район, где в течение зимы наблюдается высокий снежный покров (например, долина Енисея), имеет сравнительно малый прирост (Енисейск—17 см, Верхне-Имбатское — 24 см). Таким образом, накопление снега идет за счет большой частоты снегопадов, а не за счет их интенсивности. Расчет вероятностных характеристик показал, что один раз в 20 лет возможны снегопады, дающие прирост снега за сутки от 15 до 20—25 см (в Норильске прирост составляет 30 см, а в Восточных Саянах — 65см), а один раз в 5 лет (20%) —12—18см (табл.61).
Большая часть выдающихся снегопадов в Красноярском крае имеет интенсивность от 0,7 до 1,6 см/ч. Наименее интенсивные снегопады отмечаются на станциях Агата и Вельмо. Интенсивность самых сильных из наблюдавшихся здесь снегопадов составляет 0,6—0,8 см/ч. В Агате максимальная интенсивность достигла 1,7 см/ч, а в Вельмо 1,6 см/ч. На ст. Красноярск, оп. поле, наибольшая интенсивность снегопада составила 2,2 см/ч, а на ст. Минусинск, оп. поле, 2,7 см/ч.
В горах интенсивные снегопады возможны значительно чаще. В Оленьей Речке интенсивность выдающихся снегопадов при продолжительности 24 ч составляла 1,9—2,2 см/ч. Был случай в 1936 г., когда снегопад продолжался двое суток. За это время высота снежного покрова за 24 ч возросла с 15 на 16 апреля на 73 см и с 16 на 17 апреля на 93 см.
В табл. 62 приведены случаи наиболее сильных снегопадов, наблюдавшихся на территории Красноярского края за период с 1936 по 1970 г.
Большая часть выдающихся снегопадов в Красноярском крае имеет интенсивность от 0,7 до 1,6 см/ч. Наименее интенсивные снегопады отмечаются на станциях Агата и Бельмо. Интенсивность самых сильных из наблюдавшихся здесь снегопадов составляет 0,6—0,8 см/ч. В Агате максимальная интенсивность достигла 1,7 см/ч, а в Вельмо 1,6 см/ч. На ст. Красноярск, оп. поле, наибольшая интенсивность снегопада составила 2,2 см/ч, а на ст. Минусинск, оп. поле, 2,7 см/ч.
В горах интенсивные снегопады возможны значительно чаще. В Оленьей Речке интенсивность выдающихся снегопадов при продолжительности 24 ч составляла 1,9—2,2 см/ч. Был случай в 1936 г., когда снегопад продолжался двое суток. За это время высота снежного покрова за 24 ч возросла с 15 на 16 апреля на 73 см и с 16 на 17 апреля на 93 см.
В табл. 62 приведены случаи наиболее сильных снегопадов, наблюдавшихся на территории Красноярского края за период с 1936 по 1970 г.
В Прибайкалье и Забайкалье (за исключением Восточного Саяна и северной части оз. Байкал) максимальное количество снега, выпадающее в течение суток, составляет 13—16 см и лишь в некоторых пунктах достигает 40 см в Прибайкалье и 30 см в Забайкалье (табл. 63). Такие снегопады очень редки, а примерно один раз в 2 года повторяются снегопады, когда высота свежевыпавшего снега не превышает 8—12 см за сутки, а один раз в 20 лет прирост составляет 15—20 см.
Таблица 63
Увеличение высоты снежного покрова за сутки (см)
Прибайкалье и Забайкалье
Интенсивность снегопадов в Прибайкалье и Забайкалье в среднем невелика (0,5—0,6 см/ч), хотя продолжительность их может достигать 20—24 ч. Но возможны случаи и более интенсивных снегопадов, например, на ст. Тунгокочен в апреле 1945 г. за 4 ч 45 мин выпало 12 см снега, т. е. интенсивность снегопада составила 2,5 см/ч. Следует, однако, учесть, что далеко не всегда случай максимальной интенсивности снегопада приходится на день наибольшего прироста высоты снега.
В табл. 64 приведены случаи наиболее интенсивных снегопадов для различных районов Забайкалья и Прибайкалья.
В Якутии максимальный прирост снега за сутки составляет около 20 см на большей части территории (в долине р. Лены), около 11 см на северо-западе автономной области и менее 10 см за Верхоянским хребтом. В Верхоянске за последние 30 лет не было отмечено ни одного случая снегопада, который дал бы за сутки более 10 см.
Продолжительность снегопадов в Якутии составляет около суток, но бывают и более длительные и интенсивные снегопады. Так, в сентябре 1951 г. на ст. Кюсюр за 8 ч 15 мин выпало 17 см снега, следовательно, интенсивность снегопада была около 2 см/ч. В мае 1941 г. на ст. Витим снегопад продолжался 4 ч и выпало 11 см снега, т. е. его интенсивность составила 2,7 см/ч, а в 1950 г. —4 см/ч.
Во внутренних районах Колымы интенсивность снегопадов сравнительно невелика: на территории, ограниченной Юкагирским плоскогорьем и Колымским хребтом, прирост высоты снежного покрова за сутки не превышает 20—30 см (Сеймчан, Усть-Олой, Коркодон). В среднем по территории прирост высоты за сутки составляет 20—40 см. Однако по мере продвижения к побережьям морей количество выпавшего снега увеличивается. Наболее сильные снегопады отмечаются на побережье Анадырского залива (Залив Креста, Амгуема, 87-й км), где отмечен прирост снега за сутки 61 см. Достаточно большие снегопады и на побережье Охотского моря — в Нагаево прирост высоты снега 47 см. Однако расчет вероятностных характеристик показывает, что повторяемость таких значений мала —они встречаются реже, чем один раз в 50 лет (табл. 65).
Продолжительность сильных снегопадов меняется очень сильно от 3—4 ч до суток, интенсивность снегопадов в среднем составляет 0,8—1,0 см/ч, а максимальная интенсивность может достигать 4—6 см/ч.
Данные об интенсивности и продолжительности снегопадов на территории Колымы приведены в табл. 66.
В Хабаровском крае и Приморье максимальный прирост высоты снежного покрова за сутки отмечается в низовье Амура и на побережье Охотского моря, где он достигает 52—53 см. На юге Хабаровского края наибольший суточный прирост снежного покрова составляет 25 см (Вяземская) и снова увеличивается в горных районах. Так, на ст. Кур, расположенной на южных склонах Баджальского хребта, максимальный суточный прирост высоты снежного покрова составил 33 см. В равнинной части Амурской области наибольший прирост снежного покрова за сутки составляет 16—19 см (табл. 67). В Приморье сильные снегопады также наблюдаются нередко, причем прирост высоты снега за счет этого довольно значительный. Во Владивостоке максимальный прирост снега за сутки составил 38 см, а в Советской Гавани 43 см (табл. 67).
Такие снегопады в Хабаровском крае и Приморье возникают чаще всего в результате выхода южных циклонов на Охотское море и Хабаровский край. Так, сильные снегопады, наблюдавшиеся 15—16 ноября 1955 г. в центральной и южной части Хабаровского края, были вызваны выходом циклона с северо-восточных районов Китая. Циклон медленно смещался через центр Хабаровского края на Охотское море.
8—9 ноября 1961 г. сильными снегопадами была охвачена вся территория Хабаровского края, а также южные районы Амурской области. Снегопады, охватывающие одновременно большие территории, дают наибольший суточный прирост высоты снежного покрова и являются наиболее продолжительными (24 ч). Например, 15—16 ноября 1955 г. на ст. Аян и Кур (табл 67).
Вероятностные характеристики прироста высоты снежного покрова за сутки дают возможность сделать заключение о том что один раз в 2 года в Хабаровском крае и Приморье возможны снегопады, которые дают прирост снега от 15 до 30 см на побережьях и менее 10 см во внутренних районах. Однако одш раз в 20 лет почти повсеместно увеличение высоты снега за сутки составляет более 20 см (табл. 68).
Продолжительность наиболее интенсивных снегопадов невелика. Так, в Аяне в мае 1939 г. за 1,5 ч высота снежного покрова увеличивалась на 20 см, интенсивность снегопада составила 13,3 см/ч. Средняя интенсивность сильных снегопадов очень незначительно изменяется по территории и колеблется в пределах 0,8— 1,1 см/ч. Интенсивность отдельных снегопадов может значительно отклоняться от средней. В горах и на побережье максимальная интенсивность сильных снегопадов достигает 4,6—4,7 см/ч. На равнинной территории Амурской области и Хабаровского края максимальная интенсивность не превышает 1,6—1,8 см/ч (табл. 69). В Амурской области наиболее интенсивные снегопады отмечены 19—20 октября 1964 г., 9—10 октября 1968 г. в районе Экимчана и 18—19 ноября 1965 г. в районе Норского Склада.
В Приморье интенсивные снегопады более продолжительны. Так; во Владивостоке отмечался снегопад продолжительностью 18 ч, в Советской Гавани — 13 ч.
Наиболее интенсивными снегопадами на азиатской территории СССР характеризуются Сахалин и Камчатка. На Сахалине очень сильные снегопады, когда за сутки выпадает более 0,5 м снега, отмечаются в долине р. Поронайки. В верхней части долины (Адо-Тымово) максимальный прирост снега за сутки составляет 80 см, в нижней части долины (Долинск) он несколько меньше, но все же значительный (до 65 см). Западный берег Сахалина более беден осадками по сравнению с восточным и южной частью острова: Александровск-Сахалинский — 42 см, Пильво — 38 см. Вообще же по территории Сахалина максимальный прирост снега за сутки изменяется от 35 до 80 см. Один раз в 20 лет прирост высоты снежного покрова за сутки составляет 30—65 см, а один раз в 2 года 15—35 см (табл. 70).
Продолжительность сильных снегопадов на Сахалине, как правило, довольно велика, в среднем около суток. Однако возможны очень интенсивные снегопады, когда за короткое время выпадает большое количество снега. Такие снегопады для народного хозяйства представляют наибольшую опасность и причиняют значительный ущерб. Например, на ст. Долинск 10 февраля 1951 г. за 7 ч 15 мин выпало 50 см снега, интенсивность снегопада составила 7 см/ч, на ст. Новоалександровск 4—5 января 1961 г. за 11 ч прирост снега составил 56 см. Примеры для некоторых случаев наиболее интенсивных снегопадов приведены в табл. 71.
На Камчатке максимальный прирост снега за сутки еще более значителен, чем на Сахалине: на восточном побережье за сутки выпадает до 95 см снега (Усть-Камчатск), а в долине р. Камчатки 60—70 см. На западном берегу полуострова осадков намного меньше и максимальный прирост снега за сутки составляет всего около 30 см (Усть-Воямполка, Октябрьское). С увеличением высоты места количество выпадающего снега нан аветренных склонах увеличивается, и на ст. Начики (32о м) за сутки максимум прироста снега достиг 105 см, а один раз в 2 года там можно ожидать до 40 см снега за сутки. На остальной территории Камчатки среднее значение прироста изменяется от 10 до 25 см.
Рассчитанные вероятностные характеристики прироста высоты снежного покрова за сутки для Камчатки представлены в табл. 72.
Продолжительность снегопадов на Камчатке может быть самой различной — от 1 до 24 ч. Наиболее интенсивные снегопады имеют небольшую продолжительность 1—3 ч. Число снегопадов различной продолжительности представлено в табл. 73.
Как правило, сильные снегопады продолжаются около суток, однако нередки интенсивные снегопады продолжительностью до 3 ч. Например, на ст. Топата-Олюторская за 1 ч выпало 12 см снега, а на ст. Октябрьская за 2 ч 15 мин прирост снега составил 10 см. Средняя интенсивность снегопадов на Камчатке изменяется от 0,9 до 1,8 см/ч, а максимальная достигает 5—12 см/ч.
Температурные условия во время сильных снегопадов
На азиатской территории СССР температура во время снегопадов изменяется в очень широких пределах, значительно больших, чем на Европейской территории СССР. Снегопады здесь возможны при температуре в диапазоне 2...—34° С. В табл. 74 приведена повторяемость значений температуры при снегопадах.
Случаи выпадения снега при положительной температуре чрезвычайно редки, они наблюдались только на Камчатке и во Владивостоке (8 и 5% соответственно). Наиболее вероятны снегопады при отрицательных температурах. Так, на севере Западно-Сибирской низменности и в Восточной Сибири возможны снегопады при —26° С, а на ст. Сеймчан был отмечен случай снегопада при —34° С.
На территории Красноярского края температура воздуха во время снегопадов составляет от 6 до —38° С. Для отдельных районов этот диапазон значительно сужается. На севере случаи выпадения снега при положительной температуре редки и составляют 2—3% общего числа случаев. В южных районах они отмечаются чаще (17—14%), а в Оленьей Речке отмечался сильный снегопад при температуре б—8° С, а чаще всего они здесь наблюдаются при температуре от —4 до —14° С: В Норильске максимум сильных снегопадов бывает при температуре от —16 до 20° С, а в Агате — от 0 до —2° С.
В Прибайкалье и Забайкалье снегопады наблюдаются преимущественно при температуре от 0 до —10° С, однако в Иркутской области возможны снегопады и при температуре ниже —24° С, хотя их повторяемость составляет всего 3—5% общего числа случаев снегопадов.
На территории Хабаровского края и Приморья снегопады наблюдаются при сравнительно высокой температуре воздуха. На большей части Хабаровского края в этот период температура воздуха изменяется от 0 до —4° С. В горных районах Хабаровского края и на территории Амурской области сильные снегопады наблюдаются при более низкой температуре воздуха. Температура воздуха при сильных снегопадах изменяется здесь от —2 до —10° С. В редких случаях в горных районах температура воздуха при сильных снегопадах может понижаться до —20° С.
В центральных районах Якутии и Колымы снегопады сопровождаются температурой —18...—22° С, в прибрежных районах снегопады наиболее вероятны при температуре 0...—8°С.
На Камчатке и Сахалине нередки случаи сильных снегопадов и при положительных значениях температуры, их вероятность составляет 5—10%. Однако наиболее вероятны снегопады при температуре от 0 до —6° С, а около 4—5% случаев снегопадов приходится на температуру ниже—25? С.
Скорость ветра при снегопадах
Для анализа режима скоростей ветра во время снегопадов взяты скорости в срок наблюдений, ближайший ко времени начала снегопада. Во всех рассмотренных случаях снегопады сопровождаются скоростями ветра до 10 м/с, за исключением горных районов, где снегопады могут сопровождаться скоростями ветра до 18—24 м/с.
Повторяемость скоростей ветра при снегопадах дана в табл. 75.
На азиатской территории СССР наибольшую повторяемость во время снегопадов имеют ветры скоростью 3—4 м/с. В прибрежных районах, где скорости ветра вообще велики, снегопады сопровождаются скоростями 11—12 м/с {Владивосток — 32%, Нагаево —27% и т. д.).
В отдельных случаях при снегопадах возможны скорости ветра до 18 м/с, хотя повторяемость их невелика (Владивосток— 5%, Нагаево — 2%). На территории Западной и Восточной Сибири скорости ветра во время снегопадов невелики и составляют в большинстве случаев 0—4 м/с (табл. 75).
На территории Красноярского края во время снегопадов наибольшую повторяемость имеют ветры скоростью 0—2 м/с, за исключением ст. Норильск, где скорость ветра вообще велика и максимум повторяемости приходится на градации 5—6 и 7—8 м/с (соответственно 37 и 33% всех случаев). Сильные снегопады в Норильске могут сопровождаться скоростями ветра до 14 м/с. На станциях Бельмо и Минусинск, оп. поле, скорости ветра при снегопадах не превышают 6 м/с. В Оленьей Речке отмечен случай сильного снегопада при скорости ветра 20 м/с, хотя в остальных случаях ветер не превышает 10 м/с, и в 86% случаев снегопады сопровождаются скоростями от 0 до 2 м/с. В Красноярске, оп. поле, 59% случаев снегопадов наблюдалось при скоростях ветра от 0 до 2 м/с, остальные 41% случаев отмечались при скоростях 3—8 м/с.
В Прибайкалье и Забайкалье не более 10% снегопадов наблюдается при скоростях ветра более 6 м/с, что, естественно, определяется и самим фоном скоростей ветра в зимнее время.
В континентальных районах Якутии и на Колыме скорости ветра вообще невелики, и в 50—60% случаев снегопады сопровождаются скоростями ветра до 4 м/с (Витим, Сеймчан).
В Прибрежной полосе (Лаврентия, Гижига) максимум повторяемости снегопадов приходится на скорости ветра 8—10 м/с, но снегопады возможны и при штормовых ветрах (более 16 м/с), и повторяемость их может достигать 15—30%.
На побережье Анадырского залива максимум снегопадов наблюдается при скоростях ветра 8—14 м/с (Анадырь, Залив Креста), но был отмечен случай снегопада при ветре 39—40 м/с.
В Приморье и Хабаровском крае внутренние районы характеризуются сравнительным безветрием и максимальное число снегопадов наблюдается при ветре от 0 до 6 м/с (Экимчан, Дам-буки). На прибрежных станциях (Аян, Владивосток) максимум снегопадов сдвигается в сторону больших скоростей ветра, а в некоторые годы снегопады сопровождаются скоростью ветра более 20 м/с.
На Сахалине наибольшими скоростями ветра отличается северо-восточная оконечность острова (Оха). Максимум снегопадов в этом районе сопровождается ветрами скоростью 9— 14 м/с, и два случая снегопада были отмечены при скорости ветра более 30 м/с.
В долинах рек максимум снегопадов приходится на градации скорости ветра 0—б м/с, однако и здесь возможны снегопады при ветре 15—16 м/с. На западном побережье снегопады наиболее вероятны при скорости ветра 3—6 м/с. Аналогичная картина наблюдается и на Камчатке: в защищенных местах снегопады наиболее часты при скорости ветра 0—4 м/с (Мильково), на побережье максимум сдвигается в сторону больших скоростей ветра 7—10 м/с. Особенно велики диапазоны скоростей ветра на станциях, расположенных на мысах (Топата-Олюторская, Усть-Камчатск), где 20—25% случаев сильных снегопадов отмечено при скорости ветра более 15 м/с.
Рассмотренные в этом разделе характеристики сильных снегопадов могут быть использованы для расчета снеговых нагрузок, возникающих за сравнительно короткие отрезки времени. Кратковременные, но значительные нагрузки оказывают воздействие на различные виды оборудования.
Вес снежного покрова определяется его высотой и плотностью:
Р = Н? (26)
Для расчета прироста веса снежного покрова за сутки были взяты два значения плотности (0,11 и 0,14 г/см3) в зависимости от температурных и ветровых условий. Температурные условия определяют величину уплотнения за сутки, она составляет 0,03—0,08 г/см3 за сутки. Скорости ветра были взяты по карте «Районирование территории СССР по средним скоростям ветра за зимний период», которая помещена в СНиП [23]. Для территории, где скорость ветра за зимний период равна 15 м/с, для расчета веса снега взята плотность 0,14 г/см3, для всей остальной 0,11 г/см3.
На основании данных о плотности и средних значений прироста снега за сутки было рассчитано увеличение веса снежного покрова за счет снегопадов по отдельным пунктам, а затем произведено районирование территории СССР (рис. 18). Большая протяженность территории Северо-Востока и разнообразие физико-географических и климатических условий определили и большое число районов:
Большая часть территории Восточной Сибири и Дальнего Востока относится к I району, за исключением приорежных районов Приморья, Сахалина и Камчатки. Это первое схематическое районирование, однако, им можно пользоваться для оценки быстро возникающих максимальных значении кратковременных снеговых нагрузок, которые могут быть очень значительными.
Еще по теме 2.2. Метеорологические нагрузки на сооружения:
- § 4. Аренда зданий и сооружений Статья 650. Договор аренды здания или сооружения
- 2. Чрезвычайные ситуации метеорологического характера
- Оценка рабочей нагрузки
- Безопасность зданий и атмосферные нагрузки
- 3. Символизм и дополнительная нагрузка
- § 14. Метеорологические элементы
- 3.3. ЧC метеорологического характера
- Психические нагрузки, испытываемые управленческим персоналом
- 1.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЧЕЛОВЕКА
- 2.1. Метеорологические факторы теплового режима зданий
- 2.5. Метеорологические условия производства строительно-монтажных работ
- Пезешкиан Н. Инфаркт миокарда Способность принимать любую нагрузку близко к сердцу Определение
- Аварии на гидротехнических сооружениях