Гроза як комплексне атмосферне явище

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

В останні десятиріччя вивченню змін клімату приділяється велика увага. У багатьох країнах світу проводяться різнобічні дослідження цієї проблеми. В Україні оцінено зміни приземної температури повітря, кількості опадів, хмарного покриву, характеру циркуляційних процесів. Не менш важливий науковий і прикладний інтерес становить вивчання сучасних змін грозової діяльності. Вивчення грозо-розрядних явищ у хмарах інтенсивно проводиться протягом тривалого часу, що обумовлено науковим і прикладним значенням проблеми. До теперішнього накопичено великий обсяг даних про електричні явища в хмарах, зокрема, про процеси, що обумовлюють початок, інтенсивність і тривалість гроз.

Зростання кількості та інтенсивності стихійних явищ погоди, яке спостерігається в Європі та Україні з 90-х років ХХ ст. і набирає все більших темпів, вимагає дослідження причин цих явищ, їх механізмів. При цьому однією з найбільш актуальних задач є дослідження стихійних явищ погоди пов'язаних із зонами активної конвекції (злив, гроз, граду, шквалу, смерчів), їх повторюваності, умов формування, просторово-часової мінливості, оскільки саме ці явища дають значну долю збитків економіці багатьох країн, у тому числі й України. Індикатором інтенсивності конвекції може бути число днів з грозою.

Гроза - комплексне атмосферне явище, що супроводжується електричними розрядами, значними опадами та нерідко градом. Гроза відноситься до одного з небезпечних явищ, яке завдає значних збитків різним галузям економіки; за відсутністю надійних засобів захисту вона навіть загрожує життю людини.

У даний час не дивлячись на величезну кількість робіт, присвячених дослідженню конвективних процесів в атмосфері, механізм утворення грози багато в чому ще не ясний. Грозові хмари відносяться до розряду найбільш потужних конвективних хмар і завжди є предметом прискіпливої уваги спеціалістів, котрі займаються прогнозуванням погоди, вивченням клімату. Швидкоплинність і локальність конвективних процесів значно ускладнюють процес завчасного і ефективного прогнозування грозових явищ. Надзвичайно складно передбачувати грозу у короткострокових і довгострокових прогнозах, а надкороткострокові прогнози погоди, до яких зокрема відносяться авіаційні прогнози, без регулярної та безперервної вихідної інформації взагалі неможливі. Тому більш детальне вивчення умов виникнення грози у просторі та часі є актуальним питанням часу.

Метою даної курсової роботи було дослідження синоптичних процесів, які сприяли розвитку конвективних явищ, зокрема грози, на території України 25-26 березня 2012 року. Розрахунок середньої висоти радіолуни гроз за даними середньодобової температури повітря та порівняння отриманих результатів з даними оперативної радіолокаційної інформації. Матеріали дослідження містили в собі дані наземних оперативних спостережень ст. Одеса-ГМО та АМЦ Бориспіль, синоптичні карти програми АРМСин, стиковані карти метеорологічних радіолокаторів (МРЛ).

1. Причини виникнення конвекції

Під конвективними явищами розуміється хмарність купчастих форм, грози, зливи, шквали, смерчі тощо.

Основна причина розвитку конвективних явищ - це потоки конвекції, що можуть досягати декількох десятків мс^-1. Необхідною умовою є нестійка стратифікація атмосфери.

В момент розвитку конвекції градієнт температури може перевищувати або дорівнювати значення сухоадіабатичного градієнта _са в нижньому шарі атмосфери, а вище - _ва. Виняткове значення при прогнозі конвективних явищ має вологовміст повітряних мас. Так, для центральної частини Східної Європи сумарна величина дефіциту точки роси складає:

С, а С, (1.1)

C у ранкові години (звичайно для розрахунків беруть 9 год).

Якщо сумарний дефіцит більше цих величин, то атмосфера буде дуже сухою, і навіть якщо висхідні вертикальні рухи прагнуть до максимуму та конвекція розвивається, опадів не буде.

Якщо C, то рівень конденсації лежить нижче 2 км, а якщо C, то рівень конденсації знаходиться вище 2 км і опади землі не досягають (випаровуються). Це так звані сухі грози (не супроводжуються випадінням зливових опадів).

При прогнозі конвективних явищ необхідно враховувати структурні особливості хмари. Зокрема, у помірних широтах сприятливою умовою для розвитку гроз і злив є змішана структура хмарної маси. На підставі даних літакового зондування в помірних широтах отримані наступні параметри хмари: зливові опади випадають у тому випадку, якщо хмару пронизують ізотерми -10 С в середній і -22,5 С у верхній частині, тобто хмара стає колоїдально нестійкою, а вертикальна потужність конвективної хмари Н_кх 2,2 км.

Для розвитку гроз у помірних широтах необхідні наступні умови:

- потужність конвективної хмарності Н_кх 4,5 км;

- верхня межа конвективної хмарності Н_вмкх (Н_конв) 6…7 км;

- температура на рівні конвекції Т_конв -23 С.

При прогнозі конвективних явищ необхідно виявляти і враховувати потужність конвективно-нестійкого шару Н_кнш - це шар атмосфери, частки якого стратифіковані нестійко, тобто _а.

Класифікація конвекції

За умовами розвитку конвекція підрозділяється на три види:

Термічна конвекція, що виникає за рахунок прогріву часток від підстильної поверхні. У цьому випадку конвективно-нестійкий шар формується безпосередньо від підстильної поверхні.

Вільна конвекція; конвективно-нестійкий шар розташовується на деякій висоті, тобто його формування не пов'язане з прогрівом маси від підстильної поверхні. Виникає за рахунок нерівномірної горизонтальної адвекції повітряних мас на висотах чи радіаційного охолодження на верхній межі хмарного шару. Це частіше спостерігається у перехідні сезони.

Вимушена конвекція; виникає за рахунок формування вологонестійкої стратифікації в хмарній масі, що може бути обумовлена упорядкованими висхідними рухами (наприклад, при циклонічних перебудовах баричного поля). Вона може також формуватися в районах зі складною орографією за рахунок орографічного підйому. Сама хмарна маса має властивість _ва; однак за сприятливих умов в атмосфері створюється _ва - це умова, яка необхідна для присутності конвективно-нестійкого шару. Додаткова умова: відносна вологість - 100%.

Вимушений підйом повітря на навітряних схилах посилює процеси конденсації, що збільшує потужність хмар і призводить до інтенсифікації опадів. Цей вимушений підйом може бути пусковим механізмом для розвитку конвекції, так підвищення відносної вологості повітря до насичення призводить до посилення умовної нестійкості, що в кінцевому результаті викликає реалізацію механізму умовної нестійкості і до появи конвективних рухів на навітряних схилах. Конвективна нестійкість суттєво посилює ефект загального орографічного вимушеного підйому і призводить до випадіння інтенсивних опадів та виникнення конвективних явищ погоди.

2. Синоптичні умови виникнення гроз

Гроза є наслідком нестійкості атмосфери, що проявляється у виникненні значних вертикальних рухів дуже вологого повітря при великих градієнтах температури та утворенні потужних купчастих і купчасто-дощових хмар. Головним процесом, що зумовлює утворення гроз всередині однорідних повітряних мас, є термічна конвекція у чистому вигляді або в поєднанні з динамічною, чи під впливом орографії місцевості.

У помірних широтах грозова діяльність в основному спостерігається у теплий період року і виникає в купчасто-дощових хмарах завдяки розвитку атмосферної конвекції. Зимові грози (їх повторюваність становить соті долі відсотків) також пов'язані із зонами «затопленої» конвекції на загальному фоні шаруватоподібних хмар.

Залежно від характеру синоптичної ситуації, при якій відбувається розвиток грозової діяльності, розрізняють два типи гроз: внутрішньомасові і фронтальні. Фронтальні грози спостерігаються частіше, ніж внутрішньомасові, і, як правило, мають велику інтенсивність. Близько 70% гроз мають фронтальне походження, більша частина таких гроз пов'язана з холодним фронтом.

Вірогідність гроз залежить головним чином від стратифікації і вологовмісту теплої повітряної маси. Зменшення баричних градієнтів в передфронтальній масі, падіння тиску перед фронтом сприяють розвитку гроз. Не дивлячись на відмінність в характері синоптичного положення при розвитку фронтальних і внутрішньомасових гроз можна виділити основні чинники, які дозволяють оцінити умови розвитку грозової діяльності над районом, що цікавить нас. Якнайповніше рішення цієї задачі можна провести за даними вертикального зондування атмосфери на аерологічних діаграмах і картах баричної топографії.

Основними чинниками, що визначають умови формування грозових хмар, а отже, і грозової діяльності, є:

- ступінь конвективної нестійкості атмосфери, яка визначається стратифікацією повітряної маси та інтенсивністю прогрівання нижніх шарів повітря в денні години;

- кількість вологи, яка поступає з нижніх рівнів у верхні шари атмосфери, що беруть участь у формуванні грозової хмари;

- розподіл вологості по висоті і ступінь насичення водяною парою верхніх шарів повітря.

Крім того, певне значення для розвитку грозової діяльності мають:

- збіжність і розбіжність повітряних потоків на різних рівнях;

- впорядковані вертикальні рухи повітря;

- розподіл адвекції на різних рівнях;

- місцеві особливості орографії та топографії місця.

3. Внутрішньомасова грозова діяльність

Внутрішньомасові грози зумовлені конвекцією і виникають як у теплих масах повітря переважно у малоградієнтному полі підвищеного або зниженого тиску, так і в холодних, які перемішуються на теплу поверхню.

Внутрішньомасові грози над континентом спостерігаються головним чином в тепле півріччя і розвиваються в основному в післяполуденні години, коли температура повітря біля поверхні землі максимальна, а ввечері, як правило, затухають. Над морем ці явища спостерігаються найчастіше взимку та в нічні години.

Типовими синоптичними ситуаціями виникнення внутрішньомасових гроз є тилова частина циклону та циклон, що заповнюється, а також малоградієнтне поле підвищеного або зниженого тиску. В південних областях України вертикальна потужність хмар сягає 8…10 км, тобто майже до тропопаузи. На решті території України ці грози проявляються мляво, тому що хмари вертикально розвиваються до 4…5 км, а вище існують затримуючі (інверсійні) шари.

Внутрішньомасові адвективні грози спостерігаються, як було сказано вище, переважно в тилових частинах циклонів і улоговин (70%), але можуть зустрічатися і на східних периферіях антициклонів, при значних переносах вологого повітря з півночі на південь. За інших рівних умов грози більш вірогідні в масах помірного повітря у порівнянні з арктичним повітрям. По мірі просування холодного повітря в південні широти вірогідність гроз зростає внаслідок інтенсивнішого прогрівання повітря і руйнування інверсій в середній тропосфері.

Внутрішньомасові грози поділяються на конвективні (теплові), адвективні та орографічні.

Теплові грози частіше виникають у розмитому баричному полі у другій половині дня. Ці грози мають невеликі розміри і переміщуються з незначною швидкістю (10…15 км·год^-1). Проте внутрішньомасові грози «приносять» багато блискавок, граду та сильних злив. Вітер при теплових грозах слабкий, лише перед самою грозою спостерігається короткочасне його посилення. Температури повітря біля поверхні землі при таких грозах звичайно високі (вище 22…25 єС). Теплові грози під час польоту легко обійти із-за невеликих розмірів.

Адвективні грози виникають після проходження холодних фронтів у масах морського помірного повітря. Ці грози можуть розвиватися при низьких температурах і мають велику швидкість переміщення. Осередки адвективних гроз як правило ізольовані.

Орографічні грози виникають не лише в горах, але навіть і в пагористій місцевості, коли рельєф і напрямок руху повітряних мас сприяють збільшенню вертикальних токів .

4. Фронтальна грозова діяльність

Фронтальні грози утворюються внаслідок витіснення теплого вологого повітря наступаючим валом холодного. Зона грозової діяльності (значної горизонтальної протяжності) звичайно розміщується вздовж фронту на декілька сотень, а впоперек фронту на декілька десятків кілометрів. Найбільш сприятливі умови для потужного розвитку купчасто-дощових хмар з сильними грозами та зливами утворюються при дивергенції висотних повітряних течій.

Вертикальні рухи при фронтогенезі охоплюють шари великої вертикальної потужності. Ці рухи призводять до деформації тропопаузи і втягування стратосферного повітря в тропосферу в зоні фронту, в той час як тропосферне повітря піднімається справа від осі струминної течії (на теплій стороні тропосферного фронту). Отже тропосферний фронтогенез є важливим фактором стратосферно-тропосферного обміну.

Грози спостерігаються під час переміщення атмосферних фронтів різного типу. На холодному фронті вони пов'язані з потужним витісненням теплої повітряної маси високого вологовмісту і нестійкою стратифікацією уверх наступаючим валом холодного повітря. Саме грозові хмари на холодних фронтах часто досягають висоти тропопаузи, а іноді перевищують її. Безпосередньо вздовж лінії фронту розміщується смуга конвективної хмарності, позаду приземного холодного фронту спостерігаються також конвективні осередки, досить часто на фоні безхмарного неба.

Над Східною Європою 69% фронтальних гроз доводиться на холодні фронти і холодні фронти оклюзії, а 31% - на теплі фронти і теплі фронти оклюзії.

Грози теплих фронтів виникають над Україною значно рідше, їх найбільша активність у вечірні та нічні години, коли циклони рухаються з півдня та південного заходу, а в їх теплі сектори виносяться маси вологого тропічного повітря. Під час підіймання над фронтальною поверхнею зростає нестійкість стратифікації теплого повітря, що спричинює розвиток конвекції. Найчастіше це буває тоді, коли теплі фронти пов'язані з циклонами та улоговинами, що заглиблюються. Конвективні форми хмар, паралельних теплому фронту, розвиваються на фоні шаруватої хмарності, яка формується загальним висхідним рухом в зоні теплого фронту. Гряди таких конвективних хмар часто добре видимі на супутникових знімках, але сховані від наземного спостерігача. Швидкості висхідних рухів як правило складають декілька десятків сантиметрів за секунду. Сприятливі умови для розвитку конвекції у висхідному насиченому повітрі створюються в результаті наявності потенційної нестійкості за рахунок переміщення холодного повітря із сторони холодного фронту на поверхні 700…500 гПа.

Часто грози спостерігаються на фронтах оклюзії, особливо за типом холодного фронту. Більш холодне повітря витісняє менш холодне, проникає під поверхню теплого фронту, піднімаючи уверх тепле повітря, і цим спричинює розвиток цілого валу купчасто-дощових хмар за лінією фронту. Хмари дуже розвинуті вертикально, коли фронт оклюзії утворюється у центрі циклону.

На особливу увагу заслуговують сильні грози, які супроводжуються одночасно зливами з градом, шквалами та іноді смерчами. Утворення подібних надзвичайних явищ погоди спостерігається поблизу чи в центрі невеликого хвильового збурення, де існують зони з досить контрастними температурами. В теплій повітряній масі денні температури звичайно перевищують 30…35 °С, а в холодному повітрі вони коливаються в межах 16…22 °С. Потужні грозові хмари із зливами виникають поблизу центра збурення в після полуденні години.

Дослідженнями встановлено, що центральна частина грозової хмари звичайно добре відображується на індикаторі радіолокатора сантиметрового діапазону. При цьому потоки граду, якщо вони існують, припадають не на центральну частину хмари, а на її примежові райони. У середньому одна з 10 гроз супроводжується градом.

Одночасно із зливами при грозах спостерігаються електричні розряди (блискавки) між хмарами чи між хмарами і землею, а також різке посилення вітру у вигляді вихорів з горизонтальною (шкваловий ворот) та іноді вертикальною (смерч) осями.

5. Фізичні умови утворення грозової хмари та стадії її розвитку

Грозою називається явище хмароутворення, що супроводжується електричними розрядами у вигляді блискавки і звуковим ефектом у вигляді грому. Блискавка - це іскровий електричний розряд між різнойменними об'ємними зарядами. Розряди можуть спостерігатися між різними частинами хмари, між двома хмарами і між хмарою та землею.

Головною і необхідною умовою виникнення грозових явищ є наявність вертикальних рухів в атмосфері, які зумовлюють розвиток конвективних хмар значної товщини та кристалів у верхній частині хмар. У таких хмарах відбуваються складні взаємопов'язані процеси між ростом хмарних частинок і гідрометеорів, їх переміщенням та накопиченням, з одного боку, і збільшенням електричних зарядів і пружності, з іншого. Існує багато теоретичних моделей розвитку грозових хмар, але повної теорії, яка б пояснювала виникнення зарядів у конвективних хмарах, поки що не розроблено через відсутність достовірних та надійних даних про основні характеристики грозових хмар, їх зміни у просторі та часі.

Кількісні розрахунки В.М. Мучника показали, що поділ зарядів та формування заряджених областей у грозових хмарах в основному зумовлені дією гравітаційних сил та висхідних рухів, генерація зарядів відбувається безперервно. Найінтенсивнішими є механізми електризації під час руйнування крапель в електричному полі, особливо під час їх зіткнення з льодовими частками (крупа, град).

Електричні заряди елементів хмари, особливо об'ємні заряди, створюють як в самій хмарі, так і поза нею електричні поля, які сильно спотворюють нормальне електричне поле в атмосфері. У верхній частині хмари в результаті електризації крижаних кристалів дрібні частинки заряджають позитивно і зосереджені вгорі, а більші, заряджені негативно, опускаються вниз. Ізотерма -12 °С є межею між фазами льоду і води, а також межею між позитивними і негативними зарядами. У передній частині хмари панують сильні висхідні потоки, тут зосереджені великі краплі і утворюється великий об'ємний заряд позитивного знаку. Виникаючі при руйнуванні дрібні краплі з негативними зарядами заносяться в середню і тилову частини хмари, утворюючи там негативні об'ємні заряди. У купчасто-дощових хмарах центри об'ємних зарядів розташовані на віддаленні декількох кілометрів, а напруга електричного поля може досягати декількох сотень мільйонів вольт. Коли в грозовій хмарі напруга електричного поля досягає пробивного значення, виникає блискавка, починається гроза.

Грім виникає одночасно з блискавкою. Але спалах світла блискавки доходить до спостерігача практично миттєво (із швидкістю 300 000 км·сек^-1), тоді як швидкість звуку дорівнює близько 330 м·сек^-1. Тому спочатку видно блискавку, а потім чути грім.

Гроза вважається близькою, якщо проміжок часу між блискавкою і громом не перевищує 10 секунд (не далі 3 км.). За сприятливих умов грім можна почути за 10…20 км. Явище, при якому видно спалахи блискавки, а грому не чути, називають зірницею; спостерігається вона вночі.

6. Стадії розвитку грозової хмари

Грозова хмара за період свого життя проходить декілька стадій, які відрізняються інтенсивністю конвекції, фазовою структурою хмар і їх електричним станом. Найбільш поширеним уявленням про розвиток грози є поділ її «життя» на три стадії.

Початкова стадія розвитку починається від зародження хмари і закінчується випадінням перших крапель дощу. Спочатку це звичайна купчаста хмара, яка поступово трансформується в потужну купчасту. Нижня межа таких хмар коливається в межах 800…1500 м, а верхня - 3…5 км. Висхідні вертикальні токи у хмарах можуть досягати 15…20 м·сек^-1, а низхідні токи дуже слабкі. Ця стадія купчасто-дощової хмари найменш небезпечна для польотів. В зоні хмари можуть спостерігатися слабка або помірна турбулентність і слабке або помірне обледеніння.

Стадія зрілої хмари починається з моменту випадіння перших крапель дощу, що свідчить про появу кристалів у хмарі, і закінчується початком його руйнування. На цій стадії нижня межа хмари знижується до 300…500 м, верхня межа може досягати висоти 8…15 км або тропопаузи. У верхній частині хмари утворюється наковальня. Спостерігаються інтенсивні зливові опади, електричні розряди, можливий град. У хмарі завжди сильна і дуже сильна турбулентність і сильне обледеніння. Висхідні токи можуть досягати 50 м·сек^-1, а низхідні по краях хмари - 30 м·сек^-1. У передній частині купчасто-дощової хмари біля землі виникають шквали або смерчі. Очевидно, що в цій стадії грозова хмара найбільш небезпечна. Польоти в таких хмарах категорично заборонені.

Стадія розсіювання продовжується від початку руйнування хмари до моменту трансформації у хмари інших форм. При цьому, як правило, утворюються хмари різних ярусів, невеликі по своїй вертикальній потужності і не дуже небезпечні для польотів. Вертикальні токи в таких хмарах направлені як уверх, так і вниз, але їх швидкість не перевищує 5 м·сек^-1. У такій хмарності може спостерігатися слабка турбулентність і слабке обледеніння.

Середня тривалість життя грозової хмари становить приблизно 5 год. Іноді всі три стадії можуть відбутися протягом однієї години, іноді цей період може тривати до 10 год і більше.

7. Грози як небезпечні метеорологічні явища

Не має майже ні однієї галузі господарства яку б не цікавила можливість виникнення грози.

Для сільського господарства гроза представляє велику небезпеку у зв'язку з виконанням сільськогосподарських робіт під відкритим небом. Для енергетики і зв'язку грози теж представляють значну небезпеку. Блискавка може вивести з ладу електричні підстанції, пошкодити повітряні лінії зв'язку, високі антени та інше господарство енергетиків і зв'язківців.

Грози здійснюють негативний вплив на всі види транспорту. Дуже вразливі морські та річкові судна, так як вони «притягують» до себе блискавку на відкритій воді. Впливає гроза на роботу портових кранів та інші споруди.

У комунальному господарстві гроза приносить зірвані дахи будинків, розбиті вікна, повалені дерева, зупинки в роботі міського транспорту, зруйновані вітрини магазинів і повалені рекламні щити, а також тимчасове відключення електроенергії, міського водопроводу і зливової каналізації.

Лісове господарство також страждає від гроз: загибель дерев від вітровалів і всього живого в лісі (в тому числі і самого лісу) від лісових пожеж. Будівельні організації несуть збитки із-за гроз: сповільнюється будівництво, тому робітникам заборонено працювати на баштових кранах при грозі.

8. Особливості виконання польотів у зоні грозової діяльності

Гроза - найбільш небезпечне метеорологічне явище для авіації. Їх небезпека обумовлена:

- інтенсивною турбулентністю у хмарах, яка здатна викликати сильну бовтанку;

- сильним обледенінням на висотах, де температура нижче 0 єС;

- можливістю ураження літаків блискавками;

- засліплення пілота при спалаху блискавки

- інтенсивними опадами;

Політ в зоні грозової діяльності настільки небезпечний, що всі керівні документи, які регламентують діяльність цивільної і військової авіації, забороняють навмисно заходити в купчасто-дощові хмари.

При грозах спостерігаються інтенсивні зливові опади у вигляді дощу, граду, а іноді й снігу. Сильний зливовий дощ дуже небезпечний для польотів. При сильній зливі порушується нормальна робота авіадвигунів, погіршується видимість, а також ускладнюється діяльність авіапідприємств. Град становить виключну небезпеку для польотів. При зустрічі з градом у польоті із-за удару градин об літак виникають різні ушкодження. Грози часто супроводжуються смерчами і шквалами. Необхідно також пам'ятати, що із метеорологічних факторів, пов'язаних з грозою, найбільш небезпечним для польотів є інтенсивна турбулентність.

Всі літаки можуть підпадати під вплив атмосферних електричних розрядів. Зі збільшенням розмірів літака і швидкості його польоту вірогідність ураження електричними розрядами зростає.

Саме з цих причин для забезпечення безпечного польоту заходити у грозові хмари забороняється, а обходити їх стороною слід лише на деякій безпечній відстані літака від хмари. У випадку візуального виявлення в польоті потужних купчастих або купчасто-дощових хмар, дозволяється обходити вказані хмари на віддаленні не менше 10 км. Якщо не має можливості обійти вказані хмари на заданій висоті, дозволяється візуальний політ під хмарами або вище їх. Під хмарами політ дозволяється тільки вдень, поза зоною зливових опадів. У випадку польоту над верхньою межею вказаних хмар перевищення повітряного судна повинно бути не менше 500 м.

У тому випадку, коли необхідно виконувати зліт і захід на посадку в умовах зливових опадів, екіпаж повинен добре знати ступінь погіршення льотних та аеродинамічних характеристик повітряного судна.

9. Використання інформації МРЛ для прогнозу розвитку конвективних явищ

Найбільшою мірою сучасним вимогам в дослідженні грозової електрики хмар задовольняють дані, що отримуються методами активної і пасивної радіолокації грозових осередків у СВ-та УКХ-діапазонах радіохвиль у поєднанні зі звичайними спостереженнями за хмарами за допомогою метеорадіолокаторов (МРЛ).

Завчасність прогнозу опадів і гроз на основі даних радіолокаційних спостережень визначається ефективним радіусом виявлення , в межах якого з вірогідністю 90-100% діагностуються опади і грози, і швидкістю їх переміщення в напрямку пункту прогнозу. Як правило, ця завчасність не перевищує 10-12 годин, при чому літом вона більша ніж зимою, оскільки ефективний радіус виявлення в теплу пору року складає 150-200 км., а в холодну - тільки 50-90км. Отримані за допомогою МРЛ дані є доповненням до основної синоптичної інформації. По радіолокаційним спостереженням можуть бути визначені форми хмар по вертикальному і горизонтальному розподілах радіолуни.

В найближчій зоні (до 40 км.) можна розрізнити п'ять типів хмар: шаруваті трьох рівнів, багатошарні суцільні і конвективні. Можливо виділити три види конвективних хмар:

- грозові хмари з градом і градонебезпечні хмари, тобто купчасто-дощові хмари з грозами і з великою вірогідністю випадіння граду;

- хмари зі зливами і грозами. Це купчасто-дощові хмари в передгрозовій, грозовій і післягрозовій стадіях розвитку;

- хмари зі зливами, але не грозонебезпечні.

Встановлено, що опади випадають із хмарних полів, що фіксуються радіолокатором як області конвективних і шаруватих хмар і як області конвективних хмар.

Прогноз опадів, гроз і граду ґрунтується на екстраполяції цих явищ разом з відповідними їм зонами радіолуни.

Комплексні дослідження, які були проведені у високогірному геофізичному інституті Росії проілюстрували те що радіолокаційні і електричні параметри розвитку конвективної хмари показують, що з її розвитком відбувається поступове збільшення масштабів грозових явищ у ній, можливі різномасштабні електричні розряди, обумовлені різномасштабними електричними неоднорідностями в хмарі. Параметри ЕМІ можуть служити діагнозом грозового стану конвективної хмари, а їх зміни можуть бути критерієм оцінки фізичної ефективності результатів впливу на електричний стан конвективноїхмари і на процеси градоутворення. Таким чином, характерною особливістю розвитку грози в конвективних хмарах є поступове збільшення лінійного розміру електричних розрядів. Про це свідчить збільшення пакетів імпульсів радіовипромінювання розрядів блискавки, частоти їх появи в хмарі та часу існування сигналів відбитих від каналів блискавок. У результаті зміни мікроструктури хмари і турбулентних пульсацій виникають електричні розряди різного лінійного розміру, відповідальні за радіовипромінювання з відповідною тривалістю пакетів імпульсів. Розрядні проміжки поступово збільшуються в міру наближення наступного розряду.

конвекція гроза стихійний синоптичний

Размещено на Allbest.ru