ДИНАМИКА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВИХРЯ И СПИРАЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ КОНВЕКТИВНОГО ШТОРМА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На примере катастрофического конвективного шторма, произошедшего в Москве и области 20 июня 2024 г., проведено исследование эволюции потенциального вихря и спиральности по информации сначала глобальной гидродинамической модели, а затем негидростатической мезомасштабной модели. Сравнение модельных данных с информацией метеорологических радиолокаторов показало, что аномалия потенциального вихря синоптического масштаба может служить индикатором существования конвекции. Однако для уточнения времени и места возникновения и развития активной конвекции необходимо исследование на основе информации мезомасштабной негидростатической модели. В условиях конвекции поле мезомасштабного потенциального вихря в тропосфере в бароклинной зоне представляет из себя горизонтально ориентированные диполи положительных и отрицательных аномалий. Интегральная спиральность (0–3 км) в зоне активных фронтов также имеет дипольную структуру, причем сравнение с объективным фронтальным анализом показало, что отрицательная спиральность присутствует в зоне холодных фронтов, положительная – в зоне теплых. В зоне активной конвекции вблизи конвективного восходящего потока структура спиральности, рассчитанной по вертикальной составляющей завихренности, представляет из себя вихревые диполи – циклонически и антициклонически направленные вихри, причем в этой зоне такие же диполи образуются в структуре мезомасштабного потенциального вихря. Учитывая возникновение положительной обратной связи между мезомасштабным потенциальным вихрем и спиральностью в бароклинной зоне, предлагается использовать произведение градиента интегральной спиральности в слое от 0 до 3 км и градиента мезомасштабного потенциального вихря в средней тропосфере для определения зон возникновения опасных конвективных явлений – гроз, шквалов, сильных осадков.

Об авторах

Ю. И. Юсупов

ООО «НПЦ «Мэп Мейкер»

Email: usupov@gismeteo.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Вазаева Н.В., Чхетиани О.Г., Курганский М.В., Каллистратова М.А. Спиральность и турбулентность в атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57. № 1. С. 34—52.
  2. Копров Б.М., Копров В.М., Курганский М.В., Чхетиани О.Г. Спиральность и потенциальный вихрь в приземной турбулентности // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 6. С. 637—647.
  3. Курганский М.В. Введение в крупномасштабную динамику атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 168 с.
  4. Курганский М.В. Связь между спиральностью и потенциальным вихрем в сжимаемой вращающейся жидкости // Турбулентность, динамика атмосферы и климата. М.: ГЕОС, 2014. С. 122—133.
  5. Левина Г.В., Зольникова Н.Н., Михайловская Л.А. Облачно-разрешающий численный анализ процесса генерации спиральности в условиях тропического циклогенеза // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 213—222.
  6. Макоско А. А, Максименков Л.О. Новый прогностический индикатор неблагоприятных и опасных явлений погоды-градиент интегральной спиральности поля скорости атмосферных движений // Проблемы анализа риска. 2019. Т. 16. № 2. С. 50—57.
  7. Руководящий документ. Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов. РД 52.27.284—91 / Комитет гидрометеорологии при кабинете министров СССР. М.: Госгидромет СССР, 1991.
  8. Юсупов Ю.И. Метод прогноза шквалов с использованием термодинамических параметров атмосферы и потенциального вихря Эртеля // Метеорология и гидрология. 2013. № 11. С. 55—63.
  9. Юсупов Ю.И. Исследование структуры тропосферного потенциального вихря в масштабе мезо-γ при глубокой влажной конвекции с помощью модели WRF-ARW // Процессы в геосредах. 2020. № 4 (26). С. 983—988.
  10. Browning K.A. et al. The convective storm initiation project // Bulletin of the American Meteorological Society. 2007. V. 88. № 12. P. 1939—1956.
  11. Chagnon J.M., Gray S.L. Horizontal potential vorticity dipoles on the convective storm scale // Q. J.R. Meteorol. Soc. 2009. V. 135. P. 1392—1408.
  12. Holton J.R. An Introduction to Dynamic Meteorology. 4th ed. Elsevier Academic Press, 2004.
  13. Markowski P., Richardson Y. Mesoscale meteorology in mid-latitudes. John Wiley & Sons, 2011.
  14. Russell A., Vaughan G., Norton E.G. Large-scale potential vorticity anomalies and deep convection // Q. J.R. Meteorol. Soc. 2012. V. 138. P. 1627—1639.
  15. Shiqiang F., Zhemin T. On the helicity dynamics of severe convective storms // Advances in Atmospheric Sciences. 2001. V. 18. № 1. P. 67—86.
  16. Zhemin T., Rongsheng W. Helicity dynamics of atmospheric flow // Advances in atmospheric sciences. 1994. V. 11. № 2. P. 175—188.
  17. User’s Guide for the Advanced Research WRF (ARW) Modeling System Version 4.1, 2019. https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_v4/v4.1/contents.html

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».