[B[B[B Сильные осадки
Russian (CIS)English (United Kingdom)
Пользователям | Новости | Модули ЮНЕСКО БИЛКО | Словари | Литература | Учебные планы и программы | Список сайтов | Карта сайта

Сильные осадки

Cильные осадки


Под термином «сильные осадки» следует понимать несколько категорий ОЯ, представленных в таблице 1.
Таблица 1. Опасные явления, связанные с осадками.

ЯвлениеКритерии опасного явления
по интенсивностипо продолжительности
Очень сильный дождь (дождь со снегом, мокрый снег)не меньше 50 мм не больше 12 час.
Сильный ливень (очень сильный ливневый дождь)не меньше 30 ммне больше 1 час.
Продолжительные сильные дождине меньше 100 ммот 12 до 48 час.
Очень сильный снегне меньше 20 ммне больше 12 час.

   Интенсивные осадки ливневого характера вызываются конвективными облаками, а продолжительные по времени осадки – фронтальными процессами. Иногда при прохождении мощных циклонов в переходные периоды года могут наблюдаться ОЯ всех этих категорий в пределах одной барической системы. Обычно анализ облачности, приводящей к сильным осадкам, на спутниковых изображениях в видимом и инфракрасном диапазонах не вызывает трудностей. При визуальном анализе следует учитывать протяженность и ширину линий фронтов, а также яркость тона в этих диапазонах (максимальная яркость на снимке соответствует кучево-дождевым облакам и многослойной фронтальной облачности).
   Дополнительную информацию о фазовом состоянии верхней границы облаков можно получить по данным современных космических радиометров (AVHRR, MODIS, SEVIRI):
- в 3.7-3.9 мкм темный тон облака - фаза льда, светлый тон – жидкокапельная фаза,
- разностные изображения 8,6 и 11 мкм (Т11-Т8,6>>0 - фаза льда),
- разностные изображения 12 и 11 мкм (Т12-Т11>>0 – жидкокапельная фаза),
- разностные изображения 3.7 и 11 мкм (Т3,7-Т11>порога – фаза льда),
- разностные изображения 1.6 и 0.6 мкм (R1.6-R0.6 мкм < порога – крупные кристаллы льда).
Используя данные вертикальных зондировщиков, например, AMSU и HIRS, установленных на борту спутников серии NOAA, возможно получить данные о влагосодержании атмосферы и рассчитать различные характеристики, например интенсивность осадков. Для восстановления характеристик атмосферы по этим данным наиболее часто используется программное обеспечение ATOVS & AVHRR Processing Package International (AAPP) и International ATOVS Processsing Package (IAPP).


Пример 2.1. Вторжение южного циклона в Северо-Западный район РФ 25-26 марта 2008 года, вызвавшее сильные осадки в виде снега

   Очень активный циклон, с большим контрастом температур (рис.1) и значительными осадками, смещался 25 марта со Средиземного моря через Украину, Беларусь и западные районы России. С его приближением почти повсеместно отмечались сильные снегопады, усиливался ветер восточных направлений до 15-18 м/с.

     
а) 25.03.2008                                                                                  б) 26.03.2008

Рисунок 1 - RGB –изображение «воздушные массы», Meteosat -9, 06.00 GMT.

   По пути следования циклона, в его западной и северной части отмечались сильные осадки в виде снега. На рисунке 2 представлены комбинационные псевдоцветные изображения, отражающие микроструктуру подстилающих поверхностей.

     
а) 25.03.2008                                                                                  б) 26.03.2008
Рис. 2. RGB –изображение «микрофизика», Meteosat -9, 06.00 GMT

Ярко красным цветом отображена верхняя граница облачности, имеющая ледяную кристаллическую структуру. Фронтальная облачность определена в несколько типов по терминологии концептуальной модели SatRep (http://www.knmi.nl/satrep/archive.htm): WF Shield -покров теплого фронта, Cb Cluster – скопления кучево-дождевых облаков, OCCL -окклюзия, MCS- мезомасштабные конвективные системы, CF in CA- холодный фронт в холодной адвекции, FI by Jet- фронтальное усиление через сильный поток, THR Cloud- гребень по облачной толще (рис.3).

         
а) 25.03.2008                                                                  б) 26.03.2008
Рис. 3. Результаты анализа концептуальной модели SatRep данных Meteosat -9.

   Для северо-Западного региона РФ снегопады были связаны с теплым фронтом и фронтом окклюзии, что подтверждают карты приземного поля на рисунке 4. Причем, в теплом секторе циклона 26 марта осадки постепенно перешли в жидкую фазу и уже не достигали опасных значений.

         
а) 25.03.2008                                                         б) 26.03.2008.
Рис. 4. Карты приземного поля за 25-26 марта 2008 года, 06.00 GMT.

   Спутниковая информация AVHRR/NOAA (рис. 5), позволяет произвести более детальный анализ облачных полей, дающих сильные осадки. По анимации данных инфракрасного диапазона (рис.5) с 25 марта 01.18 GMT до 26 марта 03.46 GMT хорошо отслеживается динамика и структура фронтов над Северо-Западным регионом РФ. До 19.08 GMT 25 марта в поле верхней границы облачности преобладали перистые облака, перекрывающие весь фронтальный массив, вкрапления кучево-дождевых облаков наблюдались в виде отдельных образований (от десятков до сотен км в условном диаметре), но именно они играли главную осадкообразующую роль. На ночных снимках 26 марта по направлению юг - северо-запад от Санкт-Петербурга формируется голова вихря - плотный округлый массив облачности и у точки окклюзии появляется хорошо выраженная облачная шапка.

Рис. 5 - Спутниковые снимки за 25-26 марта 2008 года, 4 канал AVHRR/ NOAA.


   Неравномерность в количестве выпавшего снега по территории региона подтверждается данными из таблицы 2. Три станции зафиксировали опасное явление «очень сильный снег» по осадкам: Ораниенбаум, Валаам и Пушкинские горы. На территории Беларуси за сутки 25 марта выпало до 28-35 мм снега. По Псковской области тоже за сутки выпало до 27 мм снега. По западу Ленинградской области выпало до 20-28 мм снега в течение дня 25 марта и ночи 26 марта. В Эстонии только ночью 26 марта отмечалось от 18 до 22 мм снега. Высота снежного покрова достигла 10-15 см. Количество выпавших осадков по территории составило 50-80 % от нормы марта. На отдельных станциях Эстонии отмечались сильные осадки также в градации опасного явления – более 20 мм снега за 12 часов.

Таблица 2. Количество выпавших осадков (в мм) в виде снега на территории Северо-Западного района 25-26 марта 2008 года.

Пункт

День 25 марта

Ночь 26 марта

Санкт-Петербург

11

14

Ораниенбаум

8

20

Лисий Нос

7

12

Кингисепп

5

6

Волосово

6

8

Сосновый Бор

7

5

Белогорка

9

7

Шлиссельбург

10

11

Любань

10

11

Николаевское

18

10

Лесогорский

0.4

16

Вознесенье

6

4

Сосново

10

1

Выборг

3

18

Озерки

5

13

Петрозаводск

1

7

Валаам

0.7

28

Псков

14

15

Гдов

8

13

Дно

15

10

Пушкинские Горы

20

10

Опочка

18

17

Великие Луки

8

5

Новгород

11

6

Старая Русса

11

3

   Днем при наличии данных в видимом и ближних инфракрасных диапазонах разность 3 и 1 каналов AVHRR показывает темным тоном (отрицательными значениями) зоны конвекции в области фронтальной облачности (рисунок 6). Данные 3 канала (1.6 мкм) чувствительны к размерам кристаллов облаков, поэтому могут быть индикаторами осадкообразующих облаков.

         
а) 1 канал (0.6мкм)                                                   б) разность 3 и 1 каналов (1.6 и 0.6 мкм).
Рис. 6. Данные AVHRR/NOAA-17 25.03.2008 07.38 GMT.

   Также в дневное время идентифицируются зоны, связанные с осадкообразующими облаками по разности 3 (3.7 мкм) и 4 канала AVHRR (рис.7). Это - самые яркие по тону образования на фронте, заметные на рисунке7а, соответствующие темным пятнам (положительные значения разности температур) на рисунке 7б. Плотные жидкокапельные облака имеют разность 3 и 4 каналов с отрицательным знаком из-за высокого излучения в 4 канале. Положительные разности соответствуют облакам с кристаллической структурой вершины и высокой концентрацией переохлажденных капель в быстрообразующихся конвективных ячейках из-за высокого отражения в 3 канале.

        
а) 1 канал (0.6мкм)                                                          б) разность 3 и 4 каналов (3.7 и 0.6 мкм).
Рис. 7. Данные AVHRR/NOAA-15 25.03.2008 14.00 GMT.

   Наиболее сильные осадки наблюдались в закручивающейся облачной шапке окклюзии в северо-западной части циклона. Это подтверждают данные AMSU/NOAA (рис.8), по которым максимальный влагозапас этой зоны был оценен в 18 мм осажденной влаги.

         
а) 25.03.2008 в 04.06 GMT                                б) 26.03.2008 в 01.03 GMT
Рис. 8. Осажденная влага по данным AMSU/NOAA в мм

   С приближением центра циклона, во многих районах области отмечались и другие неблагоприятные явления; метели, налипание мокрого снега, гололед. Также наблюдался значительный перепад температуры воздуха от отрицательных значений -2…-4 гр., до +2…+6 гр. На рисунке 9 представлены поля температуры и влажности на уровне 850 ГПа, восстановленные по данным вертикальных зондировщиков спутника NOAA. Эти данные позволяют проанализировать свойства воздушных масс при приближении активных фронтов к обслуживаемой синоптиком территории.

                
 а) температура (°C)                                                     б) влажность (г/кг).
Рисунок 9 – Данные на уровне 850 ГПа, AMSU и HIRS (NOAA), 25.03.2008 в 04.06 GMT,