ЦІЛА А.Ю., ШПИГ В.М. ДОСЛІДЖЕННЯ ХМАРНОГО ПОКРИВУ В УКРАЇНІ ТА ЗА КОРДОНОМ
DOI: https://doi.org/10.17721/2306-5680.2025.4.6
Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2025. №4(78)
Мова публікації: Українська
Автори:
Ціла А.Ю., Український гідрометеорологічний інститут ДСНС України та НАН України
Шпиг В.М., Український гідрометеорологічний інститут ДСНС України та НАН України
Хмарність є однією з ключових складових кліматичної системи та значною мірою впливає на радіаційний баланс Землі, циркуляцію атмосфери та опадоутворення, що робить її одним із основних кліматичних показників. Дана стаття присвячена аналізу українських та іноземних досліджень хмарного покриву у контексті кліматології, основних напрямів та джерел даних, які використовувалися при їх проведенні.
В Україні дослідження, які присвячені аналізу кількісних та якісних змін хмарного покриву у XX та XXI століттях, є нечисленними. Найбільш широко та змістовно висвітлені питання щодо ступеня покриття небосхилу хмарами, річного ходу загальної та нижньої хмарності, вкладу нижньої хмарності у загальну, повторюваності та річного ходу похмурого неба, добового ходу загальної хмарності, стійкості ясної та похмурої погоди, режиму хмарності за формою і висотою, просторової структури хмар. Також є дослідження, які у контексті змін клімату розкривають питання щодо зміни повторюваності хмар основних родів і взаємозв’язку хмарного покриву із атмосферною циркуляцією (шляхом аналізу баричного поля та індексів циркуляції атмосфери). Всі вони ґрунтуються на основі даних наземних спостережень, при цьому часто кількість метеорологічних станцій та довжина рядів (періоди дослідження), які використовувалися, є різними. Також варто відзначити наявність невеликої кількості досліджень, які були присвячені температурному режиму у хмарах і навколохмарному просторі, фазовому стану та водності хмар над Україною. Ці дослідження були проведені на основі архіву даних літакових зондувань, які були проведені упродовж другої половини XX століття.
Іноземні дослідження хмарності також часто ґрунтуються на даних наземних спостережень, проте варто відзначити декілька очевидних тенденцій. Поява дистанційних засобів визначення фізичних та геометричних характеристик хмар дала можливість вивчати кліматологію хмарності. Спочатку це були дослідження, в основу яких були покладені дані метеорологічних радіолокаторів. Пізніше широкого використання набуло залучення даних метеорологічних супутників. Бурхливий розвиток електронно-обчислювальної техніки став одним із факторів значного прогресу числового атмосферного моделювання. Починаючи з кінця XX – початку XXI століть і до сьогодення, триває процес широкого залучення атмосферних моделей для моделювання клімату минулого та майбутнього. Збільшується їх просторова роздільна здатність: відбувається поділ на глобальні та регіональні моделі. Відносно нещодавно виникає окремий клас таких моделей, які отримали назву «реаналіз». Найбільш відомими на даний момент у світі є реаналізи, які були створені в Європейському центрі середньострокових прогнозів погоди (ECMWF), Національному центрі передбачення стану навколишнього середовища (NCEP, США) та Японською метеорологічною агенцією (JMA). Упродовж останніх двох десятиліть саме використання реаналізу у поєднанні із іншими джерелами даних набуло найбільшого поширення у світі.
Ключові слова: хмарність; метеорологічний супутник; метеорологічний радіолокатор; числова модель атмосфери; реаналіз; кліматологія.
Список літератури:
1. Заболоцька Т.М. Динаміка змін хмарного покриву над територією України в умовах сучасного клімату. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2010. Вип. 259. С. 91–103.
2. Заболоцька Т.Н., Крочак С.А., Рудько Ю.С. Температурний режим в хмарах і навколохмарному просторі. Праці УкрНДІ Держкомгідромета. 1989. Вип. 229. С. 86–95.
3. Заболоцька Т.Н., Крочак С.А., Рудько Ю.С. Характеристики шарувато- та хвилеподібних хмар, що спостерігаються над територією України. Праці УкрНДІ Держкомгідромета, 1989. Вип. 229. С. 76–86.
4. Заболоцька Т.М., Підгурська В.М., Шпиталь Т.М. Вертикальний і горизонтальний розподіл фазового стану в хмарах різних форм. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2011. Вип. 260. С. 80–94.
5. Заболоцька Т.М., Підгурська В.М., Шпиталь Т.М. Особливості змін хмарного покриву над територією України протягом 1961-2008 рр. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2011. Вип. 260. С. 54–66.
6. Заболоцька Т.М., Підгурська В.М., Шпиталь Т.М. Просторово-часові зміни кількості хмар над територією України. Наук. праці УкрНДГМІ. 2002. Вип. 250. С. 100–106.
7. Заболоцька Т.М., Шпиг В.М. Кількісні зміни хмарності як індикатор періоду глобального потепління. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2015. Вип. 267. С. 23-27.
8. Заболоцька Т.М., Шпиталь Т.М. Горизонтальний розподіл водності у хмарах різних типів. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2009. Вип. 258. С. 106–113.
9. Заболоцька Т.М., Шпиталь Т.М. Кліматичні зміни повторюваності основних форм хмар. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2012. Вип. 261. С. 87–105.
10. Заболоцька Т.М., Шпиталь Т.М. Кліматичні зміни повторюваності ясного й похмурого стану неба за загальною та нижньою хмарністю. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2013. Вип. 265. С. 7–14.
11. Заболоцька Т.М., Шпиталь Т.М., Підгурська В.М. Вертикальний розподіл водності в хмарах різних форм. Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту. 2010. Вип. 259. С. 121–131.
12. Ліпінський В.М., Дячук В. А., Бабіченко В. М. Клімат України. Київ: Вид-во Раєвського, 2003. 343 с.
13. Barrett, E. C. ‘Cloud and Thunder’, in T. J. Chandler and S. Gregory (eds.) The Climate of the British Isles. London: Longmans Group, 1976. Р. 199–210.
14. Deng M., Mace G.G. Cirrus Microphysical Properties and Air Motion Statistics Using Cloud Radar Doppler Moments. Part I: Algorithm Description. Journal of Applied Meteorology and Climatology. 2006. Vol. 45(12). P. 1690–1709. URL: https://doi.org/10.1175/JAM2433.1
15. Dorota Matuszko. Long-term observations of cloud cover in Cracow (1792-1999). Geographia Polonica. 2001. Vol. 74(2). Р. 41–56.
16. Eastman R., Stephen G. Warren. Variations in cloud cover and cloud types over the ocean from surface observations. Journal of Climate. 2011. Vol. 24(22). P. 5914–5934. URL: https://doi.org/10.1175/2011JCLI3972.1
17. Free M., Sun B., Yoo H.L. Comparison between Total Cloud Cover in Four Reanalysis Products and Cloud Measured by Visual Observations at U.S. Weather Stations. Journal of Climate. 2016. Vol. 29(6). 2015-2021. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0637.1
18. Griggs J.A., Bamber J.L. Assessment of Cloud Cover Characteristics in Satellite Datasets and Reanalysis Products for Greenland. Journal of Climate. 2008. Vol. 21(9). P. 1837–1849. URL:https://doi.org/10.1175/2007JCLI1570.1
19. Henderson-Sellers A. Cloud changes in a warmer Europe. Climate Change. 1986. Vol. 8. Р. 25–52.
20. Henderson-Sellers A. Continental cloudiness changes this century. GeoJournal. 1992. Vol. 27. Р. 255-262.
21. Kalesse H., Kollias P. Climatology of High Cloud Dynamics Using Profiling ARM Doppler Radar Observations. Journal of Climate. 2013. Vol. 26(17). P. 6340–6359. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00695.1
22. Kebiao M., Zijin Yu., Zhiyuan Z., Tongren X., Xinyi S., Chunyu G. Changes in Global Cloud Cover Based on Remote Sensing Data from 2003 to 2012. Chinese Geographical Science. 2019. Vol. 29(2). P. 306–315. URL: https://doi.org/10.1007/s11769-019-1030-6
23. Kubar T.L., Stephens G.L., Lebsock M., Larson V.E., Bogenschutz P.A. Regional Assessments of Low Clouds against Large-Scale Stability in CAM5 and CAM-CLUBB Using MODIS and ERA-Interim Reanalysis Data. Journal of Climateю 2015. Vol. 28(4). P. 1685–1706. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00184.1
24. Kuo J., Orville H.D. A Radar Climatology of Summertime Convective Clouds in the Black Hills. Journal of Applied Meteorology and Climatologyю 1973. Vol. 12(2). P. 359–368. URL: https://doi.org/10.1175/1520-0450(1973)012<0359:ARCOSC>2.0.CO;2
25 Liu Y., Key J.R. Assessment of Arctic Cloud Cover Anomalies in Atmospheric Reanalysis Products Using Satellite Data. J. Climate. 2016. Vol. 29(17). P. 6065–6083. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0861.1
26 London J. et al. Thirty Years Trend of Observed Greenhouse Clouds Over the Tropical Ocean. Adv. Space Res. 1991. Vol. 11. P. 45–49. URL: https://doi.org/10.1016/0273-1177(91)90401-5
27 Lough J. M., T. M. L. Wigley and J. P. Palutikof. Climate and Climate Impact Scenarios for Europe in a Warmer World. 1983. J. Appl. Meteor. Climatol., 22, 1673–1684. URL: https://doi.org/10.1175/1520-0450(1983)022<1673:CACISF>2.0.CO;2
28 Nicholls N., Gruza G.V., Jouzel J., Karl T.R., Ogallo L.A., Parker D.E. Observed Climate Variability and Change. Climate Change 1995, The Science of Climate Change, IPCC, Cambridge University Press, 1996. P. 133–192.
29 Norris J. R., Slingo A. Trends in Observed Cloudiness and Earth’s Radiation Budget. From the Strüngmann Forum Report, Clouds in the Perturbed Climate System: Their Relationship to Energy Balance, Atmospheric Dynamics, and Precipitation Edited by Jost Heintzenberg and Robert J. Charlson. MIT Press, 2009. P. 17–36. URL: https://doi.org/10.7551/mitpress/9780262012874.003.0002
30 Obrębska-Starklowa B. The Role of the Climatological Stations of the Jagiellonian University in Cracow in the Research on the Climatic Conditions in Central Europe. Zesz. Nauk. UJ, Prace Geogr., 1993. Vol. 95. P. 17–23.
31 Sánchez-Lorenzo, A., Calbó, J. and Wild, M. Increasing cloud cover in the 20th century: review and new findings in Spain. Climate of the Past, 2012. Vol. 8(4). P. 1199–1212. URL: https://doi.org/10.5194/cp-8-1199-2012
32. Sfîcă L., Beck C., Nita A., Mirela M., Birsan M., Philipp A. Cloud cover changes driven by atmospheric circulation in Europe during the last decades. International journal of climatology, 2021. Vol. 41(1). P. E2211–E2230. URL: https://doi.org/10.1002/joc.6841
33 Tang L., Gao W., Xue L., Zhang G., Guo J. Climatological Characteristics of Hydrometeors in Precipitating Clouds over Eastern China and Their Relationship with Precipitation Based on ERA5 Reanalysis. J. Appl. Meteor. Climatol. 2023. Vol. 62. P. 625–641. URL: https://doi.org/10.1175/JAMC-D-22-0076.1
34. Warren S., Eastman R., Hahn C. A Survey of Changes in Cloud Cover and Cloud Types over Land from Surface Observations, 1971-96. Journal of Climate, 2007. Vol. 20(4). P. 717–738. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI4031.1
35 Xu K. Evaluation of Cloud Physical Properties of ECMWF Analysis and Re-Analysis (ERA) against CERES Tropical Deep Convective Cloud Object Observations. Monthly Weather Review. 2009. Vol. 137(1). P. 207–223. URL: https://doi.org/10.1175/2008MWR2633.1
ЯК ЦИТУВАТИ
формат цитування ДСТУ 8302:2015
Ціла А.Ю., Шпиг В.М. Дослідження хмарного покриву в Україні та за кордоном // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 2025. № 4(78). C. 67-79. DOI: https://doi.org/10.17721/2306-5680.2025.4.6
формат цитування APA
Ціла, А.Ю., Шпиг, В.М. (2025). Дослідження хмарного покриву в Україні та за кордоном. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 4(78), 67-79. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2025.4.6