Введение к работе
Актуальность темы.
Облачные образования и выпадающие из них осадки являются важнейшими погодообразующими составляющими атмосферы. Велика роль осадкообразующеи облачности в энергетике атмосферы - в переносе тепла, влаги, количества движения. Поэтому корректный учет структурных составляющих полей облачности и осадков необходим в численном моделировании атмосферных процессов: для параметризации подсеточных явлений в крупномасштабных моделях или для тестирования ме-зомасштабных моделей. Развитие краткосрочного и сверхкраткосрочного прогнозирования таких важных и изменчивых метеоявлений, как облачность и осадки, требует более глубокого исследования процессов, меньших по масштабу, чем синоптические, то есть - мезомасштабных. Особенно важна роль мезомасштабных образований в переходных и внутримас-соеых синоптичесісі'їх ситуациях. Развитие методов активных воздействий на облачность с целью регулирования осадков невозможно без анализа осадкообразуюших процессов в исследуемом регионе и без оценки вкладов в осадки облачных образований различного вида и масштаба. Многие характеристики осадков используются в расчетах для различных производственных отраслей. При этом, учитывая большую пространственную изменчивость осадков, необходимо знание их характеристик в каждом конкретном регионе.
В проведенных к настоящему времени исследованиях полей облачности и осадков недостаточно рассматриваются ме~ зомасштабные элементы этих полей. Осадки на поверхности земли часто исследуются без выявления их генезиса, то есть без связи с осадкообразующим облачным объектом. Наиболее неопределенными в силу их высокой изменчивости яв-
ляются поля облачности и осадков теплого периода и ос< бенно осадкообразующая облачность нефронтальных ситуаций Корректные исследования такого комплексного явление как облачность и осадки, требует совместного использов; ния разных видов данных. Это наилучшим образом удается і специализированных полигонах, таких как Пензенский эксш риментальныи метеорологический полигон Центральной аэр< логической обсерватории (ПЭМП ЦАО) , радиолокационные плювиографические данные с которого были использованы работе.
Целью работы являлось:
- получение экспериментальных данных о мезоструктуї
облачности и осадков летнего периода (май-август) в Cpej
нем Поволжье на территории экспериментального метеоролс
гического полигона;
классификация осадкообразующей облачности летне: периода с выделением мезомасштабных облачных образование определение вкладов осадков различных облачных образовг ний в общую сумму и оценка на этой основе возможности ис кусственного увеличения осадков активными воздействия* на внутримассовые мезомасштабные облачные образован! летнего сезона;
- .анализ структуры летних осадков; выявление связи кі
рактеристик осадков с облачными образованиями различно]
вида и масштаба и с синоптическими процессами;
оценка влияния дневной термической конвекции і осадкообразование в летнем сезоне в целом и в различні группах облачных образований.
Научная новизна.
В отличие от других исследований полей облачности и осадков в данной работе рассмотрена структура осадков, выпадающих из облачных образований конкретного вида (группы), показано влияние формы и масштаба облачного образования на структуру осадков. Впервые для некоторых видов облачных образований определены вклады осадков разных типов в общую сумму летнего сезона, соотношения различных структурных характеристик осадков, в том числе "ливневой" и "обложной" составляющих, в каждой группе облачности и между различными группами. Оценено влияние термической конвекции (в течение суток и летнего сезона) на структуру осадков, выпадающих из разных облачных образований. Особое внимание было уделено роли различных групп облачности в осадкообразовании при внутримассовых и переходных синоптических ситуациях. Новым для подобного исследования является и район работ - Среднее Поволжье, Пензенский экспериментальный метеорологический полигон (ПЭМП).
Практическая значимость.
Результаты работы могут быть использованы для улучшения краткосрочного и сверхкраткосрочного прогнозирования облачности и осадков. Характеристики мезомасштабной структуры полей облачности и осадков необходимы для параметризации этих явлений в крупномасштабных численных моделях атмосферных процессов и для тестирования мезомас-штабных моделей. Крайне важны подобные данные при организации и проведении проектов по искусственному регулированию осадков - при их планировании, оценке потенциальной эффективности и контроле результатов воздействий. Отдельное применение в различных производственных отраслях могут найти и полученные характеристики осадков: в сельском
хозяйстве, электроэнергетике, радиосвязи, водном хозяйстве и других отраслях.
Диссертационная работа выполнялась в рамках плановые исследований Госкомгидромета за 1984-1993 гг. Полученные в работе результаты использованы в отчетах по научно-исследовательским темам , III.19.03, III.1.1, 1.5.1.7, выполненным в ЦАО в течение указанного периода.
На защиту выносятся:
методика исследований мезомасштабной структуры облачности и осадков, включающая классификацию их на основе радиолокационных и штвиографических данных;
вклады внутримассовых и фронтальных видов облачности в общую сумму осадков и оценка по этим вкладам потенциальной эффективности" работ по активным воздействиям на летнюю внутримассовую облачность с целью увеличения осадков;
характеристики структуры осадков различных групп облачных образований, в том числе: соотношения вкладов, ин-тенсивностей, сумм, продолжительностей осадков, их "ливневых" и "обложных" составляющих, зависимость вида распределений характеристик осадков от масштаба и формк соответствующего облачного образования;
оценка величины и характера влияния дневной термической конвекции на структуру осадков для разных облачных образований отдельно и для летнего сезона в целом;
характеристика особенностей метео-синоптических условий образования и развития мезомасштабных облачных зон и гряд.-
Апробация работы.
Основные результаты работы неоднократно докладывались на семинарах ППЭВ ЦАО, семинарах отделов ЦАО, заседаниях Ученого Совета ЦАО, а также на III Всесоюзной конференции по авиационной метеорологии (Суздаль, 1990 г.) и на Всесоюзной конференции по активны;.! воздействиям на гидрометеорологические процессы (Нальчик, 1991 г.)
Публикации.
По теме диссертации опубликовано девять работ и одна статья находится в печати.
Личный вклад автора в работу:
участие в создании Пензенского полигона ЦАО и в техническом обслуживании исследовательских средств полигона;
постановка задачи и разработка методики мезомасштабных исследований полей облачности и осадков на основе радиолокационных и плювиографических данных;
проведение регулярных радиолокационных и плювиографиче-ских наблюдений за облачностью и осадками полигона; сбор данных режимной наблюдательной сети Пензенской области; участие в проведении экспериментальных работ ЦАО по исследованию облачности и осадков на ПЭМП,
обработка, анализ и обобщение экспериментальных данных.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка литературы. Объем работы - 204 листа , в том числе 168 страниц текста с 23 рисунками и 31 таблицей и 25 страниц приложения с 20 рисунками и 5 таблицами. Список литературы включает 113 литературных источников, в том числе 31 работу зарубежных авторов.
