Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Конвективная деятельность , широко распространенная в атмосферо, являемся одним из важнейших погодо-образующих факторов. С нею связаны такие важные и порой опасные погодные явления, как ливни, грозы, шквали, смерчи и др. В то же время прогнозирование конвективной деятельности зачастую "не свободно от субъективизма', поскольку конвективные очаги являются меаомаспггабными явлениями и находятся, таким образом, далеко sa пределами того интервала масштабов, который описывается оперативно применяемыми в настоящее время численными моделями.
Однако, как правило, активная конвегада ( приводящая к развитию ливней, гроз, града, шквалов ) развивается внутри более крупномасштабных зон, характеризующихся определенными свойствами воздушной массы (температура, влажность, вертикальные движения, стратификация). Возникновение таких благоприятных для конвективной деятельности зон успешно аписцваечо» в рамках численного прогноза давления, температуры» влажности и ветра. Для прогноза охарактеризованных зон, названных зонами активной конвекции, в отделе авиационной метеорологии Гидрометцентра РФ разработан автоматизированный метод прогноза зон активной конвекции. Однако, несмотря на достаточно высокую оправдываемость данной методики по Европейской территории страны в целом( общая оправдываемость за теплый сезон 1992г. составила 67.6%), для юга территории прогноза оправдываемость данного метода окаэы-
вается существенно ниже средней. Это указывает на необходимость усовершенствования методики прогноза зон активной конвекции для указанных районов. G другой стороны, не вызывает сомнений то, что привлечение крупномасштабных характеристик термобарических полей о дополнение к методу частицы, преимущественно используемому в настоящее вреі/i, не может не дать положительного эффекта при прогнозе зон АК.
В то же время, используя крупномасштабные характеристики полей для прогноза мезомасштабных явлений, нельзя отказываться и от изучения мезомасштабных явлений как таковых, как в теоретическом плане., так и в плане привлечения новых натурных данных, особенно там, где речь идет об упорядоченной конвекции, которая в настоящее время недостаточно изучена по сравнению с чисто термической неустойчивостью.
Перечисленные аслекты проблемы изучения и прогнозирования конвективной деятельности и обуславливает актуальность данной работы.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в исследованию! условий возникновения упорядоченной конвекции с позиций теории гидродинамической неустойчиво ти, анализе синоптических условий образования упорядоченных конвективных структур, и, далее, выявлении и привлечении в качестве предикторов наиболее информативных крупномасштабных характеристик для усовершенствования ныне применяемой методики автоматического прогноза зон активной конвекции.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ, исходя 'яз цели работы, формулируются следующим образом:
1) Исследование условий развития упорядоченных конвективных структур (кон1эктивных полос) с целью выяснения некоторых сторон вопроса о преобладающей ориентации полосовых структур в диапазонах гравитационно-инерцкальных волн и более коротковол-
- з -новых конвективных и гравитационных мод.
2) Детальный анализ условий формирования наблюденных квази
периодических структур в полях облачности и осадков в конк
ретных случаях.
-
Общий физико-сгатистический анализ условий развития как упорядоченной, так и неупорядоченной конвекции над югом Европейской части СНГ с целью выявления крупномасштабных характеристик, могущих служить предикторами в прогнозе зон АК.
-
Установление диагностических связей и разработка усовершенствованной методики прогноза вон активной конвекции инд южными районами Европейской чисти страны.
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе применены методи теории гидродинамической неу тойчивости ( дли выявления условий развития упорядоченных конвективных структур и их преобладающий ориентации в диапазонах гравитационно-инерционных волн и более коротковолновых мод); синоптический метод л элемеь/ы климатологических методой (для выявления общих закономерностей циркуляционных условий исследуемой территории); методы мезометеородо-гического анализа, в частности, ивэнтронический анализ ( для исследования внутренней структуры бароклинных аон и условий формирования в них упорядоченных конвективных структур); расчетные физико-статистические и оиноптико-етатистичеекие методы (для поиска прогностических связей между крупномасштабными характеристиками термобарических полей и возможностью нозникно-
t вения активной конвекции).
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ЫАТЕРИАЖ Для выполнения поставленных за,-дач были использованы следующие материалы:
синоптические (приземные) карты( 1У85- 1992г. )
карты барической топографии 850 - 300 rlla(1986-1992г.)
сводные радиолокационные кар'Ш( 1988-199ІГ. )
карти полусуточных сумм осадкоь(1988-1991г.)
спутниковые МК и ТВ снимки, ьключая снимки с РЛС БО (1986-1992г.)
данные архива объективного анализа на магнитных лентах (1985-1992)
выходные данные иолусферной десятиурокнной прогностической модели, оперативно исподьвуемой в Гидрометцентре PG (1989-1992)
данные экспериментального плювиографического полигона УКРНИГШ( 1985-1988)
Расчеты проводились в Гидрометцентре РФ на КС-1060, частично на персональном компьютере.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПОЛУЧЕННЫХ В ДИССЕРТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ. 1. Впервые выполнен анализ условий роста меэомасштаОных воль непараллельных фронту ( в частном случае выполнения услові (1)) и получены выводы о соотношении скоростей роста указаі
НЫХ ВОЛН И СИММеТрИЧНО-ПеуеТОЙЧИВЫХ ВОЛН,Причем- ПОСЛеДНИе ОК;
вались более оиогро растущими, а значит, преобладающими е pt альных условиях. Данный вывод согласуется с наблюдениями.
2. Впервые проведен детальный иззн^ронический анализ тре;
мерной структуры воздушных масс, в которых развивались полої
осадков и показано, что такие структуры, параллельные ветру
сдвигу ветра (следовательно, средним температурам слоя) разв
ваются в двух типичных ситуациях, характеризующихся наличи
неглубоких слоев возможного развития конвекции и эначительн
бароклинноетыо и нестационарностью.
3. Впервые проведен физико-статистический анализ связей ме
ду параметрами статической неустойчивости л параметрами, х
растеризующими процессы "сеточного" масштаба, с одной стор
ны, и наличием либо отсутствием активной конвекции, с друге
- 5 -на основе выходных данных оперативной схемы об'єктивного анализа.
4. Разработан новый усовершенствованный вариант методики расчета и построения карты вон активной конвекции на основе выходных прогностических данных.
Указанные основные новые выводы выносятся на зашиту. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались на семинарах отдела авиационное метеорологии, доклад по теме диссертации включен в программу 3-й Всесоїилюй конференции по авиационной метеорологии ( Суздаль,1990г.); основные результаты, полученные в ходе работы и относящиеся к разработке прогностической методики, вошли в отчеты ОАМ ГМЦ по темам 1.2в.1(1991г.) и VII. Зж. 1(1992г.). Некоторые результаты опубликованы в статьях:
1. Борисова В. В. , Шакина Н. IL , Шевелева О. В..Изантропический
анализ условий формировали'1 полос осадков, обнаруженных спутни
ковым радиолокатором бокового обзора. Тр. ГМЦ РФ, 1992,-вып 324.
2. Скринтунова Е. Е , Шакина Н. П. , Шевелева О. В. Усовершенство
ванная методика прогноза зон активной конвекции над югом Восто
чной Европы, депонир' чанная рукопись.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Разработанная усовершенствованная методика автоматиаированного прогноза зон активной конвекции по результатам авторских и оперативных испытаний обеспечивает существенное повышение успешности прогноза зон АК. Методика подготовлена к рассмотрению на ЦМКІІ. Внедрение предполагается в РЦЗП Москва и ГАМЦ Внуково.
СТРУКТУРА М ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, .етырех глав, заключения и списка литературы и включает 149 страниц печатного текста, в том числе 18 таблиц и 35 рисунков. Список литературы насчитывает 108 наименований.
