Что такое струйное течение? Струйные течения в атмосфере

Туннели в атмосфере Этот термин был сформулирован исследователем Эдуардом Снедкером, основным сторонником гипотезы существования парных геомагнетических точек. Эти точки - границы линий силы земного магнитного поля. Снедкер предположил возможность существования

Об атмосфере кладбища

Об атмосфере кладбища Кладбища обладают притягательной силой, их посещают, даже если там не лежит никто из близких. В чужих городах они - место паломничества, где бродят не торопясь и с чувством, будто для этого они и существуют. Даже в чужих местах привлекает не всегда Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИО) автора БСЭ

Озон в атмосфере

38. Течение вторичного и третичного периодов сифилиса. Злокачественное течение сифилиса

38. Течение вторичного и третичного периодов сифилиса. Злокачественное течение сифилиса Вторичный период. Данный период начинается с момента возникновения первых генерализованных высыпаний (в среднем через 2,5 месяца после заражения) и продолжается в большинстве

Течение года и течение жизни в отражении солнца

Течение года и течение жизни в отражении солнца В понимании архаических и настроенных на общение с потусторонним людей течение года отражает течение жизни, поскольку в части всегда заключено целое. В этой связи в эзотерике принято говорить о принципе «часть как целое».

Гравирование металлическими и абразивными инструментами, абразивно-струйное гравирование

Гравирование металлическими и абразивными инструментами, абразивно-струйное гравирование Металлическими и абразивными инструментами гравируют рисунки, пейзажи, портреты. При гравировании применяются гравировальные круги малых размеров. К разновидностям данного

Воздушные потоки могут спровоцировать разрушительные погодные аномалии

Существуют такие погодные аномалии, которые предсказать заранее невозможно, например, из-за недостатка знаний о некоторых явлениях в атмосфере Земли. Европейская жара в 2003 году, засуха в Калифорнии в 2014-м, суперураган Сэнди в 2012-м – все эти катастрофические события, унёсшие немало человеческих жизней, были спровоцированы феноменом блокировки струйных течений. Но до сих пор учёные не могли найти убедительный способ объяснить происходящее.

Струйные течения впервые были обнаружены метеорологом Чикагского университета Карлом Россби в первой половине двадцатого века. Под этим термином понимаются узкие потоки сильного ветра (в среднем 45-50 метров в секунду) в верхней тропосфере и нижней стратосфере, имеющие довольно сложную структуру в горизонтальном и вертикальном направлениях. Практически одновременно с открытием струйных течений стало известно, что они могут весьма резко "тормозить".

И вот, наконец, геофизик Нобору Накамура (Noboru Nakamura) и его аспирантка Клэр Хуан (Clare Huang) связали события в единое целое. Интересно, что решением задачи стала математическая модель, описывающая своего рода образование автомобильной пробки на высокоскоростном многополосном шоссе.

Одной из проблем в описании процесса "торможения" стал подбор параметров, которые наиболее точно характеризовали бы движение воздушных масс. Авторам новой работы пришлось добавить несколько не использовавшихся ранее параметров, в частности, меандр, то есть степень извилистости струйного течения. (Подобная характеристика обычно используется при описании русла реки.)

Возвращаясь к аналогии с дорожным трафиком, исследователи обнаружили у струйного течения пропускную способность воздушных масс. Очевидно, что, когда пороговое значение этого показателя превышается, скорость потока снижается. Аналогичный эффект возникает при слиянии нескольких воздушных "магистралей".

В пресс-релизе университета учёные отмечают, что их неожиданно простая модель не только объясняет блокировку струйных течений, но и даёт долгожданную возможность её предсказать. Более того, речь идёт как о краткосрочном прогнозировании погоды, так и о моделях долгосрочного поведения воздушных масс в регионах, которые подвержены частым засухам или наводнениям.

"Это один из самых неожиданных моментов просветления в моей карьере учёного – поистине, дар от Бога, – говорит Накамура. – Очень сложно что-то прогнозировать, пока вы не поймёте, почему это происходит. Вот почему наша модель должна быть чрезвычайно полезна".

Немаловажно, что новая модель, в отличие от большинства современных климатических расчётов, оказалась проста с точки зрения вычислений. При этом авторы отмечают, что при её использовании стоит максимально внимательно отнестись к метеорологическим особенностям конкретного региона. В частности, в Тихом океане "воздушные пробки" могут рассасываться десятилетиями.

Более подробно с достижениями чикагских геофизиков можно познакомиться, прочитав их статью, опубликованную в издании Science.

Описание других важных открытий и исследований в области метеорологии и прочих климатических наук можно найти в соответствующем разделе проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru).

Интересно, почему отечественные климатологи и метеорологи всячески избегают упоминания волн Россби и Джет Стрима, как одного из определяющих факторов погодной кухни!?

Как видите, весеннее тепло в Центральной России, сопровождалось аномально холодной штормовой погодой в Европе. И объяснение этому, нехарактерное для сезона положение высотных струйных течений. Зато позже атмосферная ситуация изменилась в обратную сторону, в Европу пришло тепло, зато в Центральную Россию пошел заток арктического воздуха, принесший осадки и пониженную температуру. Вот как это выглядело:

Температурная карта конца мая.

Струйное течение в высоких слоях атмосферы. Вы видите, как его волны соответствуют затоку арктических масс.

Струйные течения в средних слоях атмосферы. Хорошо видно зарождение циклонов и антициклонов в изгибах джет стрима - в зависимости от их направления, по часовой или против часовой стрелке.

Будем надеяться, что анонсированная новым главой Минприроды реформа, улучшит качество прогнозов и приведет к более современным методам.

Минприроды предложило ликвидировать Росгидромет

Минприроды выступило с инициативой распустить Федеральную службу по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). На ее основе планируется создать отдельную госкомпанию. Об этом сообщил глава ведомства Сергей Донской, передает «Интерфакс».

"В качестве приоритетной мы рассматриваем задачу по реформированию системы Росгидромета и создания на его базе соответствующей государственной компании", - заявил он.

Ранее глава Росгидромета Максим Яковенко сообщил агентству, что служба внесла в правительство РФ предложение о слиянии метеорологических служб России в единую госкорпорацию.

Он напомнил, что Росгидромет управляет разветвленной структурой подведомственных учреждений, которых у ведомства около 50 по всей России, пояснив, что в целом ряде регионов их работа приносит убытки, но в каких-то может приносить прибыль.

Конечно, формально заявленные причины оптимизации имеют место, но мы помним, какой скандал с последующим выходом на пенсию главы Росгидромета последовал за смертельным штормом в Москве, который метеорологи прозевали самым печальным образом.

Климат меняется по всей планете, и служба его мониторинга получает такое же важное значение, как и МЧС, в предупреждении последствий погодных аномалий. Государство не может позволить себе содержать неэффективное ведомство, пользующееся старинными методами предсказания погоды, что негативно сказывается на народном хозяйстве и приводит к серьезным разрушениям и смертям жителей России.

Скорости воздушных течений на высотах зависят главным образом от характера поля температуры ниже лежащих слоев воздуха. Чем больше горизонтальные градиенты температуры в системе высотной фронтальной зоны, тем сильнее струйное течение, указывающее на наличие сильных ветров в этой зоне. Иначе говоря, в формировании и эволюции струйных течений главную роль играет распределение температуры в атмосфере и возникающие горизонтальные градиенты температуры.
Струйные течения, причинно связанные с высотными фрон­тальными зонами, возникают, усиливаются или ослабевают вследствие возникновения и разрушения тропосферных фрон­тов. В первом случае в результате сближения холодных и теп­лых воздушных масс горизонтальные градиенты температуры, давления и скорости ветра возрастают. Во втором случае при удалении друг от друга холодного и теплого воздуха градиенты температуры и давления уменьшаются, ветры ослабевают.
Струйные течения возникают в тропосфере и стратосфере. В тропосфере они почти постоянно наблюдаются в субтропи­ческой зоне северного и южного полушарий: зимой между ши­ротами 25 и 35°, летом между 35 и 45°. Струйные течения в тропосфере очень часто возникают и развиваются и во внетропических широтах, вплоть до Центральной Арктики и Ан­тарктики. В соответствии с районами их возникновения в тро­посфере различают субтропические и внетропические струйные течения.
Наибольшие скорости ветра в тропосфере обычно наблю­даются вблизи тропопаузы. Данные о распределении ветра на высотах показывают, что наибольшие скорости отмечаются чаще всего под тропопаузой и реже над тропопаузой. В страто­сфере они наблюдаются временами при определенных условиях циркуляции зимой на высотах 25-30 км.
Тропосферные струйные течения наблюдаются почти над всеми частями земного шара, но не везде одинаково часто. Есть, например, районы, где на высотах 9-12 км максималь­ные скорости в струе почти всегда превышают 200 км/час. В ча­стности, к таким районам относится Тихоокеанское побережье-Азии на широте 30-40°. Здесь, особенно над юго-восточной частью Китая и Японскими островами, в течение 6-8 месяцев, скорости воздушных потоков (преимущественно западного на­правления), превышающие 200 км/час, на высотах 9-12 км яв­ляются обычными.
Сильные струйные течения непрерывно возникают вблизи восточных берегов США и нередко над Канадой. Над Европой струи наиболее часто образуются в районе Британских остро­вов.
Районы большой повторяемости струйных течений совпа­дают с областями больших горизонтальных градиентов темпе­ратуры. Поэтому районы наибольшей повторяемости струйных течений зимой лежат на стыке холодных материков Азия, Се­верная Америка, а также Гренландии, с одной стороны, и теплых океанов, с другой. Большая повторяемость субтропических струйных течений характерна для севера Африки и для Южной Азии.
Малая повторяемость тропосферных струйных течений при­ходится на районы с более или менее однородной подстилаю­щей поверхностью. Это океаны южнее 30-40° с. ш. и севернее 30-40° ю. ш., северные части материков Азия и Америка с при­легающими районами Арктики, а в южном полярном районе - Центральная Антарктида.
Струйные течения обычно изображаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При этом скорости ветра представ­ляются изотахами, т. е. линиями одинаковых скоростей ветра.
На рис. 69 и 70 представлены карты абсолютной барической топографии поверхности 200 мб за различные сроки. Первая карта относится к середине зимы, вторая - к середине лета. Карта барической топографии поверхности 200 мб (высота около 12 км) отражает распределение максимальных скоро­стей ветра в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Нетрудно видеть, что на фоне редких изогипс ясно вырисовы­вается зона их сгущения, опоясывающая все северное полуша­рие. В этих зонах наблюдаются наибольшие скорости ветра - струйные течения. В местах слияния струй отмечается увели­чение скоростей ветра. Там, где происходит ветвление струй, наблюдается ослабление ветра.

В частности, вечером 5 января 1956 г. (рис. 69) в месте слияния юго-западных и северо-западных воздушных потоков, между Исландией и Скандинавией, возникли сильные струйные течения. Такие же сильные струи легко обнаружить над Юж­ной и Юго-Восточной Азией, Аляской и т. д. Следует обратить внимание на то, что сгущение изолиний, т. е. большие скоро­сти ветра, в зимние месяцы почти постоянно можно обнаружить южнее 40° с. ш. (субтропические струи), в то время как в уме­ренных и высоких широтах, особенно над СССР, струйные те­чения ослабевают, распадаются и снова возникают в связи с возникновением и развитием циклонов и антициклонов.
Летом южнее 40° с. ш. струйные течения встречаются очень редко. Они чаще обнаруживаются в умеренных и высоких ши­ротах. Типичное распределение струй в северном полушарии летом представлено на рис. 70. Как видно, зона сгущения изогипс и сильных ветров на изобарической поверхности 200 мб 31 июля 1956 г. проходила через умеренные широты северного полушария, а над низкими широтами и Арктикой ветры были слабыми. Однако в отдельные дни струйные течения могут быть, интенсивными и в высоких широтах.

Пространственную структуру струйных течений изображают и в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению потока. Это обычные вертикальные разрезы атмосферы с изо­термами и изотахами, разрезами фронтов и тропопаузы. На рис. 71 и 72 приведено два типичных примера вертикаль­ных разрезов струйных течений для зимы и лета. На этих раз­резах представлены субтропическая и внетропическая струи. В центре струйных течений буквами обозначены основные на­правления воздушных течений.
На среднем месячном вертикальном разрезе атмосферы, построенном по данным наблюдений за январи 1957-1959 гг. примерно до высоты 25 км между экватором и Северным полю­сом (рис. 71) изображено два западных струйных течения с осями, расположенными на уровнях 10 и 12 км. Средние мак­симальные скорости ветра на оси субтропической струи (слева), достигавшие 180 км/час, наблюдались над Ираком. Вторая струя (справа) находилась над Москвой на уровне около 9 км. Здесь средние максимальные скорости ветра были равны 100 км/час. Между тем у поверхности земли средние скорости ветра не превышали 10-20 км/час. Летом (29 августа 1957 г.) субтропическая струя находилась над Закавказьем, а внетропическая- над Москвой. В первой струе максимальная ско­рость достигала 140 км/час, во второй - 120 км/час. Несмотря на типичность представленных здесь разрезов, в отдельные периоды расположение струйных течений может быть иным.
Необходимо заметить, что ввиду значительного несоответст­вия между горизонтальным и вертикальным масштабом обыч­ная сплюснутая форма струи на приведенных разрезах не вы­ражена. Однако если учесть, что, например, в системе южной струи на рис. 71 расстояние между низким и высоким положе­нием изотахи 100 км/час, т. е. по вертикали, равно приблизи­тельно 10 км, а по горизонтали - более 2000 км, то станет оче­видным, что струя имеет форму довольно сплюснутого эллипса. Аналогичны соотношения между вертикальной и горизонталь­ной протяженностью и в других струйных течениях.

Характерные структурные особенности высотных фронталь­ных зон и струйных течений не претерпевают заметных сезон­ных изменений. Сезонные различия выражаются главным образом в интенсивности и широтном положении южных (суб­тропических) струй.
В связи с большими контрастами температур между низ­кими и высокими широтами скорости ветра в струе в холодное время года больше, чем летом, причем максимальные скорости отмечаются на более низких уровнях. В теплое время года ско­рости ветра меньше, а максимальные скорости наблюдают­ся на более высоких уровнях, чем зимой. Субтропические струйные течения испытывают междусезонные смещения вдоль меридианов. Это видно и на приведенных разрезах (рис. 71 и 72).

Кроме того, в системе субтропического струйного течения тропопауза всегда разорвана, а ось струи находится между тропической и внетропическои (полярной) тропопаузами. На­оборот, в зоне внетропического струйного течения тропопауза, как правило, наклонена, разрыв ее наблюдается в редких слу­чаях, а ось струи чаще всего располагается под тропопаузой. Поэтому в низких широтах зона максимальных скоростей ветра обычно находится выше, чем в средних и высоких широтах. Разрыв и наклон тропопаузы выражены и на приведенных выше вер­тикальных разрезах атмосферы.
Некоторые данные о вертикальной и горизонтальной протя­женности тропосферных струйных течений, а также о средних максимальных скоростях в их системе можно найти в табл. 27 и 28.

Из табл. 27 следует, что субтропические струйные течения являются сравнительно мощными. Субтропические струи боль­шой вертикальной и горизонтальной протяженности (в преде­лах скоростей ветра более 100 км/час) встречаются чаще, чем такие же внетропические струи.
В частности, субтропические струи шириной более 2000 км и высотой более 12 км встречаются значительно чаще, чем внетропические. Однако в отдельных случаях внетропические струи бывают мощными, скорости ветра в центре струи иногда достигают 400 км/час и более.
Наиболее часто средние максимальные скорости в системе внетропических струйных течений составляют 150-250 км/час, а в субтропических - 200-300 км/час. Иначе говоря, и по мак­симальным скоростям в центре субтропические струи являются в среднем более интенсивными, чем внетропические (табл. 28).

Струйные течения – это сравнительно узкие зоны сильных ветров в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Границей СТ обычно считается скорость ветра равная 30 м/с (100 км/час), вертикальный сдвиг скорости ветра от 5 до 10 м/с и более на 1 км высоты, горизонтальный сдвиг скорости ветра 10 м/с и более на 100 км. Струйное течение напоминает сильно сплюснутую трубу, высота которой 1-5 км, ширина 500-1000 км и длина – тысячи километров. Иногда СТ огибает весь земной шар.

Струйные течения образуются в зонах сближения теплых и холодных воздушных масс, гда создаются значительные градиенты давления и температуры, расположенных между высотными циклонами и антициклонами.

Максимальные скорости достигают 350км/час, над Японией до 700км/час. Интенсивность СТ имеет ярко выраженный характер. В холодное время струйные течения усиливаются, в летнее – ослабевают.

В зависимости от высоты расположения различают тропосферные и стратосферные струйные течения. Тропосферные СТ возникают когда поверхность главного атмосферного фронта простирается до тропопаузы, а разность температур воздушных масс, лежащих по обеим сторонам фронта, составляет 8-10° и более.

Тропосферные СТ по географическому признаку подразделяются на внетропические , субтропические и экваториальные .

Внетропическими являются струйные течения умеренных широт, связанные с полярным фронтом, а арктическое СТ связанное с арктическим фронтом. Их преобладающим направлением является западное, а интенсивность подвергается непрерывным изменениям. Ось внетропического СТ располагается в тёплом воздухе, обычно на 1-2км ниже тропопаузы. Она лежит впереди приземной линии тёплого фронта на расстоянии 400-500км и позади линии холодного фронта на расстоянии 100-300км. Перемещается СТ с атмосферным фронтом.

Левая сторона СТ (по направлению потока) более холодная, располагается вдоль высотной области пониженного давления и называется циклонической или холодной. Правая сторона относительно теплее левой, располагается вдоль высотной области повышенного давления и называется антициклонической или тёплой. На внешних границах СТ в связи с торможением воздушного потока более спокойным воздухом наблюдаются большие градиенты (перепады) скорости ветра. Резкие его изменения вызывает образование турбулентных зон. Такие зоны более опасны и интенсивны на левой циклонической стороне СТ (под действием двух задерживающих слоев – тропопаузы и фронтальной поверхности) На правой, антициклональной стороне, турбулентные зоны встречаются реже, здесь турбулентность бывает слабой или умеренной.

По отношению к атмосферным фронтам ось струйного течения не остаётся постоянной. В стадии волны ось СТ почти не искривлена и располагается левее линии фронта, в стадии молодого циклона на оси СТ отмечается изгиб, при этом ось СТ находится слева приземного центра циклона. В процессе окклюдирования циклона ось СТ испытывает ещё больший изгиб, при этом ось СТ пересекает фронты значительно правее приземного фронта.

Субтропическое СТ образуется на северной периферии субтропических антициклонов зимой между 25 и 35°с.ш., а летом между 35 и 45° с.ш. На участках большой протяженности (тысячи км) она имеет устойчивое западное направление. Зачастую в холодную половину года субтропическое СТ опоясывает весь земной шар. Ось СТ располагается над тропопаузой на высоте 12км. Тропопауза в зоне субтропического СТ претерпевает разрыв. На сравнительно небольшом расстоянии разница в её высоте при переходе их холодного в тёплый воздух может достигать 4-5км. Ширина субтропического СТ около 1500км, вертикальная протяженность 8-12км, по сравнению с внетропическим СТ является более устойчивым и интенсивным.

Экваториальные СТ образуются в экваториальных районах на южной периферии высоких субтропических антициклонов и имеют восточное направление.

Стратосферные СТ – оно образуется зимой на широте Полярного круга и имеют западное направление, ось находится на высоте около 50км, а нижняя часть охватывает всю среднюю и верхнюю атмосферу. Средняя скорость в этом СТ на высотах 20-25км составляет около 200км/час. Возникновение этого СТ объясняется наличием больших контрастов температуры в стратосфере на границе смены дня и ночи. В период полярной ночи (в январе высота ночи над Северным полюсом достигает 440км) Стратосферный воздух в Арктике выхолаживается и оказывается значительно холоднее стратосферного воздуха южнее Полярного круга. В связи с этим возникают большие горизонтальные градиенты температуры между умеренным и арктическим воздухом.

Турбулентность в зоне СТ.

На холодной стороне СТ горизонтальный сдвиг ветра составляет 12-14м/с на каждые 100км, на тёплой он равен 10м/с. Вертикальный сдвиг ветра в СТ составляет 5-10м/с на 1000м высоты, но может достигать и 25-30м/с. Наличие таких градиентов приводит к турбулентность в области СТ. Толщина возмущенных слоёв составляет 300-600мЮ иногда увеличиваясь до 1-3км, ширина обычно не превышает 100км, в длину – несколько сотен километров. Величина перегрузок при болтанке не превышает 0,5 – 1g, но иногда отмечаются случаи до 2g. В этих случаях сильная болтанка затрудняла управление самолётом или приводила к более тяжёлым последствиям.

Нередко болтанка в СТ наблюдается в области расположения Ci и Cc, образующихся на правой стороне СТ, несколько ниже его иси. Слева от оси облака образуются реже, вдоль оси облака отсутствуют. Ось СТ является границей между облачными системами по обе стороны СТ.

Турбулентные зоны зачастую бывают при ясном небе и называются ТЯН.

СТ может быть обнаружено по изменению угла сноса ВС и изменению температуры. При входе самолёта в левую сторону СТ происходит быстрый рост температуры (2-3° на 100км пути) и левый снос. При входе в СТ с правой стороны температура понижается (1-2° на 100км пути) и наблюдается правый снос. При полёте вдоль СТ температура воздуха не изменяется, а увеличивается путевая скорость (при попутном ветре) или уменьшается (при встречном ветре).

При попадании в зону болтанки, связанной с СТ, изменяют высоту полёта на 300-400м или уклоняются от маршрута на 50-70км. Высоту полёта рекомендуется изменять снижением, если полёт происходит на высотах более 8км, а на меньших – уходом вверх. Уклоняться от маршрута наиболее безопасно на правую (антициклональную) сторону струйного течения.

При предполётной консультации следует знакомиться с картой максимальных ветров, с картами барической топографии и вертикальными разрезами атмосферы.

Карты погоды и их анализ.

5.1 Карты погоды. Приземные и высотные. Использование международного метеорологического кода КН-01. Анализ приземных карт .

Изучение погодных процессов на большой территории наиболее эффективно проводить с помощью специальных карт, на которые условными знаками нанесены результаты одновременных метеороло­гических или аэрологических (высотных) наблюдений. Такие карты получили название синоптических (от греческого слова «синоптикос» - одновременно обозревающий).

Синоптическая карта, на которую нанесены данные наблюдений у поверхности земли, называется приземной картой погоды, а карта с нанесенными данными аэрологических наблюдений - высотной или аэрологической. Приземная карта погоды - это метеорологическая карта, которая отражает фактическое состояние погоды у поверхности земли в конкретный момент времени на определенной площади. Карты погоды бывают основные и кольцевые.

Основные карты составляются в 00, 06, 12 и 18 ч среднего гринвич­ского времени (UTC). Эти карты охваты­вают огромные территории и позволяют анализировать атмосферные процессы на расстояниях протяженностью в несколько тысяч километ­ров.

На АМСГ по основным картам прогнозируют крупномасштабные процессы, такие как образование и перемещение циклонов и антицик­лонов, перемещение атмосферных фронтов. По этим картам - составляют прогнозы погоды на срок 24...36 ч, а также прогнозы погоды по маршру­там большой протяженности.

Кольцевые карты (кольцовки) составляют через каждые 3 ч: в 00,03, 06,09,12,15, 18 и 21 ч по Гринвичу.

Это карты сравнительно небольших районов - от нескольких сотен
до тысячи километров, по этим картам уточняют прогнозы погоды на несколько часов, а также составляют предупреждения о возникновении опасных для авиации явлений погоды.

Сведения о погоде наносят на основные и кольцевые карты в виде цифр и условных знаков (символов) в строго определенном порядке вокруг кружка станции в соответствии с кодом КН-01.

На синоптические приземные карты погоды вокруг кружка (пункта) станции данные наносятся цифрами кода и условными знаками.

TTTtT- температура воздуха, целые (TT) и десятые доли(tT) градуса Цельсия;

TdTdtd- точка росы, целые (TdTd) и десятые доли(td) градуса Цельсия;

VV- горизонтальная видимость;

h(hh)- высота облаков нижнего яруса;

Nh- количество облаков нижнего яруса в октах;

PPP- давление воздуха приведенное к уровню моря, в гПа;

рр – величина барической тенденции за последние три часа;

а - характеристика барической тенденции;

N – общее количество облаков;

W – погода между сроками наблюдения;

CL – форма облаков нижнего яруса;

CM – форма облаков среднего яруса;

CH – форма облаков верхнего яруса;

dd – направление ветра у поверхности земли (откуда дует);

ff – скорость ветра обозначается оперением;

ww – атмосферные явления погоды с срок наблюдения или в течение последнего часа перед сроком наблюдения;

Sn – знак отрицательного значения температуры воздуха, точки росы, барической тенденции.

Характер погоды над какой-либо территорией определяется свойствами воздушных масс, положением атмосферных фронтов и видом барических систем. Задачей анализа является прослеживание движения воздушных масс, установление характера их стратификации, выявлению барических систем и определение траекторий их перемещения, а также уточнение положения и типа фронтальных разделов. Полное пространственное представление об атмосферных процессах можно получить, используя в анализе весь комплекс аэросиноптического материала, имеющегося на АМСГ.

Анализ погоды обычно начинается с анализа приземных синоптических карт – основных и кольцевых, затем карт барической топографии, аэрологических диаграмм, карт максимальных ветров, карт тропопаузы и авиационных карт АКП.

Анализ приземных карт погоды начинается с их «подъёма». На карте выделяются зоны обложных, моросящих и ливневых осадков, районы кучево-дождевых облаков и грозовой деятельности, районы занятые туманом, метелями, пыльными бурями и другими явлениями.

Затем проводятся линии равных значений барических тенденций. В центральной части области роста давления проставляется синим цветом буква Р и максимальная величина роста давления, в центральной части падения – буква П красным цветом и наблюдаемая величина падения давления. Линии равных значений барических тенденций называются изаллобарами или изотенденциями. Затем проводятся изобары – линии равных давлений, выявляются основные формы барического рельефа – циклоны, антициклоны, ложбины, гребни, седловины. Центры циклонов и антициклонов обозначаются буквами Н и В соответственно.

Все эти этапы являются подготовительными для анализа атмосферных фронтов.

Для анализа атмосферных фронтов сначала изучают их положение по приземным картам предшествующих сроков, а затем на основании анализа барического поля, полей ветра, температуры, влажности, распределения облачных систем, зон осадков и изаллобарических областей определяют положение фронта и его тип. При этом учитываются все факторы, которые могут привести и изменению погодных условий в зоне фронта в зависимости от времени года и суток, характера распределения давления, температуры и т.п.

Анализ фронтов не исчерпывается определением их положения на приземной карте, а используются карты барической топографии, аэрологические диаграммы и другие материалы, как спутниковая информация, бортовая погода.

Карты барической топографии используются в комплексе с приземными картами, что позволяет достаточно полно проанализировать процессы и явления погоды, которые наблюдаются не только у земли, но и на различных высотах.

Для анализа используют карты АТ850, АТ700, АТ500, АТ400, АТ300, АТ200 и АТ100Гпа поверхности. Для анализа температурного режима нижней тропосферы используются карты ОТ500/1000 . Изогипсы на этой карте в то же время являются изотермами средней температуры нижнего 5-километрового слоя тропосферы. Для уточнения положения атмосферных фронтов используется карта АТ850, на которой лучше чем на приземных картах обнаруживаются фронтальные поверхности по контрастам температур и другим элементам. Для выявления расположения и характеристики высотных фронтальных зон и связанных с ними струйных течений используются карты АТ300, АТ200, реже АТ500.

Высотную фронтальную зону по этим картам можно обнаружить по участкам с наибольшим сгущением изогипс и изотерм, на которых наблюдаются наиболее сильные ветры, иногда превышающие 100 км/час – струйное течение.

Обычно зоны интенсивной турбулентности располагаются в местах резкой расходимости воздушных потоков, особенно если эти зоны связаны со СТ, а передняя часть зоны расходимости располагается над холодным фронтом.

При анализе синоптических процессов используется аэрологическая диаграмма, по которой можно получить некоторые данные.

Для прогноза развития синоптических процессов учитывается суточный и годовой ход метеоэлементов (суточный ход температуры, ветра, зимой – отрицательных температур, летом – высоких). Учитывая изменения, обусловленные прохождением атмосферных фронтов, развитием циклонических и антициклонических образований. Одним из этапов является прогноз смещения барических образований:

1. Циклоны перемещаются в направлении изобар его тёплого сектора, оставляя тёплый воздух справа;

2. Центр циклона движется параллельно линии соединяющей центр падения давления с центром роста в сторону падения.

Если при этом отрицательные тенденции располагаются только в передней части циклона, не захватывая его центральную часть, а в тылу наблюдается рост той же интенсивности, то это указывает на быстрое смещение циклона.

Если отрицательные тенденции захватывают центр циклона и теплый сектор, это указывает на его углубление, вероятное обострение фронтов, увеличение мощности облаков и интенсивности осадков.

3. Если же циклоны или антициклоны имеют общую замкнутую изобару, то их центры совершают вращательное движение друг относительно друга у циклонов против часовой стрелки, у антициклонов – по часовой стрелке.

4. Ложбина перемещается вместе с циклоном, с которым она связана, и вращается вокруг циклона против часовой стрелки.

5. Гребни перемещаются вместе с антициклоном и вращаются вокруг антициклона по часовой стрелке.

При использовании карт барической топографии для анализа применяются следующие правила:

1. Приземные центры барических систем перемещаются в направлении воздушного потока течений (ведущего потока), наблюдающихся в данный момент над этими центрами, на высотах 3-6 км, т.е. в направлении изогипс на АТ700 и АТ500.

При этом скорость перемещения центров приземных барических образований будет составлять 0,7 от скорости ветра на АТ700 и 0,5 от скорости ветра на АТ500.

2. Высокие циклоны (AZn) c вертикальной осью остаются малоподвижными и заполняются (разрушаются). Большой наклон оси указывает на быстрое перемещение барического образования.

3. Циклоны углубляются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается расходимость потоков; заполняются, если имеется сходимость потоков.

4. Антициклоны и гребни усиливаются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается сходимость потоков, и разрушаются, если есть расходимость потоков.

Для прогноза перемещения фронта применяется карта АТ700, каждая точка на приземной линии фронта перемещается вдоль изогипс, проходящих над этой точкой со скоростью 0,8 для теплых и 0,9 для холодных фронтов от скорости ветра на этой изобарической поверхности.

Таким образом, определяя скорость и направление перемещения барических образований и атмосферных фронтов, составляется прогноз синоптического положения, т.е. будущее расположение атмосферных объектов. Учет эволюции атмосферных фронтов и барических систем является важным элементом при разработке синоптического положение и прогноза погоды, причем прогноз погоды исходит из основного принципа, что с перемещением воздушных масс и фронтов переносятся с определенными изменениями свойственные им условия погоды. Поэтому в первом приближении принимаются те значения метеоэлементов, откуда ожидается перемещение фронта и перенос воздушной массы.

5.2 Карты барической топографии. Их анализ. Карты тропопаузы.

Карты барической топографии (БТ) составляют по данным радио­зондирования в 00, 12, UTC. По этим картам определяют метеорологические условия на различных высотах, а также уточняют анализ погоды у поверхности земли. Карты БТ составляют для поверх­ностей равного давления, которые называются изобарическими.

Изобарические поверхности не параллельны уровню моря. В зависимости от распределения давления на уровне моря и от распре­деления температуры воздуха они или поднимаются несколько вверх (над антициклоном и в области тепла), или опускаются вниз (над циклоном и в области холода) относительно своей средней высоты. Высота изобарической поверхности выражается в геопотенциальных метрах 1 или декаметрах (десятках метров). Изобарических поверхно­стей в атмосфере можно выделить бесконечное множество. На практи­ке обычно выделяют несколько, их называют стандартными, или главными. В зависимости от уровня отсчета высоты изобарической поверхности эти карты подразделяют на карты абсолютной топографии (AT) - высота изобарической поверхности отсчитывается от уровня моря и карты относительной топографии (ОТ) - высота отсчитывается от любой ниже расположенной изобарической поверх­ности или от поверхности земли. На практике составляют только одну ОТ500/1000

1 Геопотенциальный метр отличается от линейного не более чем на 0,3 %.

.

Изобарические поверхности и карты барической топографии

Карты абсолютной топографии составляются для следующих изобарических поверхностей:

850гПа,Нср≈1,5км (слой1…2км)

700 гПа, Нср ≈ 3 км (2…4км)

500 гПа, Нср ≈ 5 км (4…6км)

400 гПа, Нср ≈ 7 км (6…8км)

300 гПа, Нср ≈ 9 км (8…10км)

200гПа,Нср≈ 12 км (10…12км)

100гПа,Нср≈ 16 км (12…14км)

На карты AT наносят следующие данные:

Здесь ННН - высота изобарической поверхности, геопотенциальные декаметры (гп. дкм); t - температура воздуха на высоте данной изобарической поверхности, °С; Δtd- дефицит точки росы, указывается цифрой. Направление δ и ff скорость ветра и наносят так же, как на приземную карту:

Точки с одинаковой высотой данной изобарической поверхности соединяют на картах AT плавными черными линиями, которые назы­ваются изогипсами (изос - равно, гипса – высота).

После проведения изогипс на картах AT выделяются высотные центры барических систем. Высотные циклоны и антициклоны очерче­ны замкнутыми изогипсами. В циклоне высота изобарической поверх­ности к центру уменьшается, а в антициклоне высота изобарической поверхности к центру увеличивается.

С помощью карт AT определяют следующие параметры.

1. Направление и скорость ветра в том районе, где данные о ветре отсутствуют, т. е. направление и скорость градиентного ветра, харак­теристики которого зависят от направления и густоты изогипс.

2. Струйное течение (СТ). Это - ветровой поток со скоростью
100 км/ч (30 м/с) и больше, который простирается на несколько тысяч
километров по горизонтали. Иногда СТ опоясывает весь земной шар.
Ось СТ (максимальная скорость) располагается на 1,5...2 км ниже
тропопаузы.

3. Зоны облачности и обледенения. На изобарических поверхно­стях 850,700 и 500 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 2 °С;

на изобарических поверхностях 400, 300 и 200 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 4°С;

4. Зоны болтанки (_/\_ - умеренная; -сильная). Если на не­большом участке маршрута резко меняется направление или скорость ветра или то и другое вместе, то при полете на этом участке маршрута будет наблюдаться болтанка;

5. Ведущий поток. Это господствующее направление ветра над данным районом в средней тропосфере (в слое 3 – 6 км) Его определяют по картам АТ-700 и АТ-500. По ведущему потоку определяется направление и скорость перемещения основных барических систем, а также скорость перемещения атмосферных фронтов.

6. Вертикальная мощность циклонов и антициклонов.

7. Положение атмосферных фронтов и воздушных масс.

8. Эволюция приземных циклонов и антициклонов

Карты тропопаузы.

Карты тропопаузы составляют по данным радиозондирования в 00 и 12 ч по Гринвичу. Они дают представление о пространственном положении тропопаузы.

На карты наносят следующие данные:

Здесь РРР- давление на самом нижнем уровне тропопаузы; t- температура воздуха на уровне тропопаузы, °С; Δtd - дефицит точки росы, указывается цифрой кода (так же, как на картах AT).

Направление δ и скорость ветра наносят так же, как на приземную карту. По карте тропопаузы при полетах на высоких эшелонах можно определить, где ВС будет пересекать тропопаузу, и ее наклон.

В местах, где наклон тропопаузы равен или больше 1/300 будет наблюдаться сильная болтанка. Пересекать тропопаузу в таких районах не рекомендуется.